美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）最近成功地用“原子收音技術(shù)”接收并錄制了完整的一首歌曲，在“原子收音機”（atomic radio）發(fā)展道路上又邁進了一步。

NIST的物理學(xué)家Chris Holloway在實驗室里輕松地彈起了吉他測試他們的原子收音系統(tǒng)。在新設(shè)備準(zhǔn)確地錄下他的曲子后，Holloway通過電波將其發(fā)送出去，收音系統(tǒng)也成功地接收了所有的音符信息。

什么是“原子收音機”

收音機天線的功能就是把無線電波信號轉(zhuǎn)換為電流信號輸出?，F(xiàn)在的收音機不是挺好用的嗎，為什么還要研究原子收音技術(shù)？

量子感應(yīng)器研發(fā)公司理德伯技術(shù)（Rydberg Technologies）也在研發(fā)原子收音技術(shù)。該公司的David Anderson告訴科技藝術(shù)（Ars Technica）博客，傳統(tǒng)天線材料和接收的波長相關(guān)（天線長度大約為波長的一半），因此需要不同大小的天線接收不同的頻率，而且造出的收音設(shè)備接收的波段有限。

而原子收音技術(shù)使用激光將原子激發(fā)為“理德伯原子”（Rydberg Atoms）量子態(tài)實現(xiàn)無線電波接收，也有人稱此為“量子收音機”。

理德伯原子是處于高激發(fā)態(tài)的原子，即里面至少有一個電子離原子核很遠，這種狀態(tài)的原子對周圍的無線電波很敏感。通過發(fā)射不同頻率的激光，有這種原子組成的裝置可以收聽不同頻率的電波，理論上可以設(shè)計出收聽“任何波段和頻率”的收音設(shè)備。

優(yōu)點

原子收音機無需線纜和電路，突發(fā)性強電磁輻射（如太陽風(fēng)暴）不會對其造成永久性損壞。目前的電網(wǎng)、防御系統(tǒng)和衛(wèi)星都有這一顧慮。

原子天線還能抵御微波攻擊，去年美國駐古巴和中國的大使館就懷疑遭遇了這種襲擊。

原子天線也是安全通信的理想技術(shù)，抗惡意電磁場干擾能力強?！澳憧梢栽O(shè)計能接收任何波段和頻率的收音設(shè)備，更容易避免有意的電磁干擾?！盇nderson說。

原子天線體積較小，只有幾毫米那么大，而且還可以進一步優(yōu)化把它做得更小。不過，它們需要一個可靠的備用系統(tǒng)，這部分體積還比較大。

Anderson說，當(dāng)年原子鐘剛造出來的時候，有一張桌子那么大，隨著技術(shù)的改進現(xiàn)在體積不斷減小，很快就能投入商業(yè)用途。

應(yīng)用

Anderson說原子收音機也會是這樣的發(fā)展道路，將來飛機或船只很可能會裝配它們，以避免受到電磁干擾。

原子天線技術(shù)也許可以造出外形更美觀的轎車天線。

NIST的Holloway說：“原子天線在有噪音的環(huán)境下可作為接收數(shù)據(jù)更好的途經(jīng)，或者將來在接收外太空微弱的信號方面也有潛在用途?！?/p>

NIST的最新研究發(fā)表在《應(yīng)用物理學(xué)快報》（Applied Physics Letters）上。