Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han adaptado su receptor de radio basado en átomos para detectar y mostrar juegos de video y televisión en color en vivo.

Los sistemas de comunicaciones basados ​​en átomos son de interés práctico porque podrían ser físicamente más pequeños y más tolerantes a entornos ruidosos que la electrónica convencional. Agregar capacidad de video podría mejorar los sistemas de radio en, por ejemplo, ubicaciones remotas o situaciones de emergencia.

El receptor del NIST utiliza átomos preparados en estados "Rydberg" de alta energía, que son inusualmente sensibles a los campos electromagnéticos, incluidas las señales de radio. Estos sensores también permiten mediciones de potencia de señal vinculadas al sistema internacional de unidades (SI). El último trabajo, descrito en AVS Quantum Science , es el primero en demostrar la recepción de video.

"Descubrimos cómo transmitir y recibir videos a través de los sensores atómicos de Rydberg", dijo el líder del proyecto, Chris Holloway. "Ahora estamos haciendo streaming de video y juegos cuánticos, transmitiendo videojuegos a través de los átomos. Básicamente, codificamos el videojuego en una señal y lo detectamos con los átomos. La salida se envía directamente al televisor".

Los investigadores utilizan dos láseres de colores diferentes para preparar átomos de rubidio gaseoso en los estados de Rydberg en un recipiente de vidrio. El equipo usó previamente la configuración con átomos de cesio para demostrar el receptor de radio básico y un dispositivo de "auriculares" para aumentar la sensibilidad cien veces.

Para prepararse para recibir video, se aplica una señal de radio estable al recipiente de vidrio lleno de átomos. El equipo puede detectar cambios de energía en los átomos de Rydberg que modulan esta señal portadora. La salida modulada luego se envía a un televisor. Un convertidor de analógico a digital transforma la señal en un formato de matriz de gráficos de video para su visualización.

Para mostrar una señal de video en vivo o un videojuego, esta entrada se envía desde una cámara de video para modular la señal portadora original, que luego se alimenta a una antena de bocina que dirige la transmisión a los átomos. Los investigadores usan la señal portadora original como referencia y la comparan con la salida de video final detectada a través de los átomos para evaluar el sistema.

Los investigadores estudiaron los tamaños, las potencias y los métodos de detección de los rayos láser necesarios para que los átomos reciban vídeo en formato de definición estándar. El tamaño del haz afecta el tiempo promedio que los átomos permanecen en la zona de interacción del láser. Este tiempo está inversamente relacionado con el ancho de banda del receptor; es decir, un tiempo más corto y un haz más pequeño producen más datos. Esto se debe a que los átomos entran y salen de la zona de interacción, por lo que las áreas más pequeñas dan como resultado una "frecuencia de actualización" de señal más alta y una mejor resolución.

Los investigadores descubrieron que los diámetros de haz pequeños (menos de 100 micrómetros) para ambos láseres condujeron a respuestas y recepción de color mucho más rápidas. El sistema logró una tasa de datos del orden de los 100 megabits por segundo, considerada una excelente velocidad para videojuegos e internet doméstico. Se están realizando investigaciones para aumentar el ancho de banda y las velocidades de datos del sistema. + Explora más

Los 'auriculares' personalizados multiplican por 100 la recepción de radio atómica