Kvantemusik i mine ører

Det lyder som en gammeldags vinylplade, men den karakteristiske knitren i musikken, der streames ind i Chris Holloways laboratorium, er af atomart. Gruppen ved National Institute for Standards and Technology, Kampesten, Colorado, brugte lange seks år på at finde en måde at måle elektriske felter direkte ved hjælp af atomer, så hvem kan bebrejde dem for så at have det lidt sjovt med deres nye teknologi?

"Min vision er at klippe en cd i laboratoriet - vores studie - på et tidspunkt og få den første cd optaget med Rydberg-atomer, " sagde Holloway. Selvom han ikke forventer, at atomoptagelsens lavere lydkvalitet vil erstatte digitale musikoptagelser, holdet af forskere overvejer, hvordan dette "underholdende" eksempel på atomisk sansning kan anvendes i fremtidens kommunikationsenheder.

"Atom-baserede antenner kan give os en bedre måde at opfange lyddata i nærvær af støj, potentielt selv de meget svage signaler, der transmitteres i dybe rumkommunikation, " sagde Holloway, der beskriver sin atommodtager i AIP fremskridt .

De pågældende atomer - Rydberg-atomer - er atomer, der exciteres af lasere til en højenergitilstand, der reagerer på en målbar måde på radiobølger (et elektrisk felt). Efter at have fundet ud af, hvordan man måler elektrisk feltstyrke ved hjælp af Rydberg-atomerne, Holloway sagde, at det var et relativt enkelt trin at anvende de samme atomer til at optage og afspille musik – begyndende med Holloways egne guitarimprovisationer i a-mol.

De kodede musikken til radiobølger på nogenlunde samme måde som mobiltelefonsamtaler er kodet ind på radiobølger til transmission. Atomerne reagerer på disse radiobølger, og til gengæld laserstrålerne, der skinnede gennem Rydberg-atomerne, påvirkes. Disse ændringer opfanges på en fotodetektor, som sender et elektrisk signal ind i højttaleren eller computeren – og voila! Atomradioen blev født.

Holdet brugte deres kvantesystem til at opfange stereo - hvor en atomart optog instrumentalen og en anden vokalen ved to forskellige sæt laserfrekvenser. De valgte et Queen-nummer - "Under Pressure" - for at teste, om deres system kunne håndtere Freddie Mercurys omfattende vokalområde.

"En af grundene til at skære stereo var at vise, at denne ene receiver kan opfange to kanaler samtidigt, hvilket er svært med konventionelle modtagere, " sagde Holloway, der forklarede, at selvom det er de tidlige dage for atomkommunikation, der er potentiale til at bruge dette til at forbedre kommunikationssikkerheden.

For nu, Holloways hold holder øje med atomradio, mens de forsøger at bestemme, hvor svagt et signal Rydberg-atomerne kan detektere, og hvilke dataoverførselshastigheder der kan opnås.

De glemmer ikke den atomare rekord, de ønsker at producere, hvormed de håber at kunne inspirere den næste generation af kvanteforskere.