NASA pumper lydstyrken op på rumsignaler

Ny forstærker, der indeholder superledende materialer

Den nye forstærker består af et superledende materiale (niobiumtitanitrid), der er opviklet til en dobbeltspiral med en diameter på 16 millimeter. (Billedkredit: NASA/JPL-Caltech)



NASA ønsker at øge signalet fra stjerner, galakser og sorte huller, mens baggrundsstøjen skrues ned. Det amerikanske rumfartsagentur opfandt en ny forstærker, der kan øge elektriske signaler fra universet og muligvis hjælpe med at finde nøglen til at lave kvantecomputere.



Forstærkerens design har superleder materialer der kan lede elektricitet uden modstand ved ekstremt kolde temperaturer. NASAs forskere brugte titannitrid og niobiumtitannitrid i deres enhed til at pumpe lydstyrken op på svage elektriske signaler-mikrobølgesignaler, radiobølger og røntgenstråler fra rummet.

'Denne forstærker vil omdefinere, hvad det er muligt at måle,' sagde Jonas Zmuidzinas, chefteknolog ved NASAs Jet Propulsion Laboratory og fysiker ved California Institute of Technology.



Transistorforstærkere fundet inde i bilens højttalere, der øger svage eller stærke signaler under stille eller høje dele af sange. Men sådanne forstærkere tilføjer for meget baggrundsstøj, når de forsøger at øge et svagt signal fra fjerne objekter i rummet.

Mere følsomme parametriske forstærkere kan øge svage signaler uden støj ved at tilføje energien fra et 'pumpesignal'. Ulempen for dem er, at de ikke kan operere over et stort frekvensområde og have et begrænset dynamisk område.

NASAs nye forstærker repræsenterer en meget bedre parametrisk forstærker med 10 gange mere rækkevidde og næsten ingen baggrundsstøj. Dens frekvensområde går fra et par gigahertz til et terahertz (1.000 GHz) - et gigahertz er cirka 10 gange større end FM -radiosignalerne, der udsendes af amerikanske stationer.



Den nye forstærker kunne også afsløre mere om kvantemekanik - den underlige opførsel af partikler i lille skala. Forskere er lige begyndt at konstruere de mest grundlæggende byggesten, der er nødvendige for at skabe kvantecomputere der kunne knække nutidens mest komplicerede koder på bare en dag.

'Det er svært at forudsige, hvad alle applikationer kommer til at ende med at blive, men en næsten perfekt forstærker er en ret praktisk ting at have i din pose med tricks,' sagde Zmuidzinas.

Det nye papir af Zmuidzinas og hans kolleger optrådte i 8. juli -udgaven af ​​tidsskriftet Nature Physics.



Følg InnovationNewsDaily på Twitter @Nyheder_Innovation , eller på Facebook .