Армія США створила квантовий сенсор для виявлення радіосигналів у 3D на полі бою

Дослідники Армійської лабораторії DEVCOM ARL розробили квантовий сенсор нового покоління, здатний визначати напрямок поширення радіочастотних електромагнітних полів одразу у трьох вимірах. Пристрій відкриває нові можливості для ситуаційної обізнаності, захищеного зв’язку та оперативного прийняття рішень в умовах бойових дій.

Принцип роботи датчика базується на так званих ридберґівських атомах — особливому стані речовини, за якого валентний електрон атома переходить у високозбуджений енергетичний рівень. Саме це робить такі атоми надзвичайно чутливими до будь-яких змін електричного поля навколо них.

Головна перевага розробки над традиційними аналогами — здатність фіксувати не лише інтенсивність електромагнітного поля, а й напрямок k‑вектора, тобто вектора поширення хвилі. Звичайні датчики вимірюють силу поля лише в одній площині, тоді як новий квантовий пристрій будує повноцінну тривимірну картину руху та напрямку електромагнітного випромінювання.

Конструктивно датчик являє собою невелику скляну комірку, заповнену парою атомів рубідію. Лазерні промені переводять ці атоми у ридберґівський стан, після чого будь-яка радіохвиля, що проходить крізь комірку, спричиняє вимірювану реакцію атомів — саме вона і дає змогу відстежувати параметри поля у трьох вимірах.

При габаритах усього кілька сантиметрів пристрій забезпечує точність визначення напрямку вхідного сигналу близько двох градусів. Це робить його перспективним інструментом для локалізації джерел радіочастотних сигналів у складній та насиченій електромагнітній обстановці сучасного поля бою.