科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

澳大利亞新南威爾士大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研制出了一種基于紫色鉆石的微波激射器系統(tǒng)，可將來(lái)自深空的微波信號(hào)放大1000倍。它能在室溫下工作，而不像同類設(shè)備那樣，需置于零下269℃的環(huán)境中。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《物理評(píng)論X》雜志。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這一系統(tǒng)能夠放大由脈沖星、星系或遙遠(yuǎn)航天器發(fā)出的信號(hào)，有助于更深入地探索宇宙和基礎(chǔ)物理學(xué)奧秘。

目前，科學(xué)家主要利用電子放大器探測(cè)來(lái)自旅行者1號(hào)等遙遠(yuǎn)航天器的信號(hào)。但這些電子放大器需要低溫冷卻以減少熱噪聲。而最新研制出的室溫固態(tài)微波激射器則無(wú)需冷卻。

為打造出這款概念驗(yàn)證微波激射器，研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培育出一種特殊鉆石。這種鉆石內(nèi)部含有氮空位中心缺陷，即氮原子取代了晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)空位旁邊的碳原子，從而形成一個(gè)自旋系統(tǒng)。當(dāng)該自旋系統(tǒng)被置于磁場(chǎng)內(nèi)，并暴露于強(qiáng)綠激光束下時(shí)，便能放大入射的微波信號(hào)。

新研制的室溫微波激射器不僅有望在太空探索領(lǐng)域大放異彩，還將在雷達(dá)等國(guó)防應(yīng)用中發(fā)揮重要作用。雷達(dá)通過(guò)發(fā)射電磁信號(hào)并接收從物體上反彈回來(lái)的信號(hào)，得到有關(guān)物體位置、速度和大小的信息。因此，能夠檢測(cè)并增強(qiáng)弱信號(hào)的設(shè)備將具有極高的實(shí)用價(jià)值。

研究團(tuán)隊(duì)表示仍需進(jìn)一步研究以降低微波激射器系統(tǒng)噪聲。他們預(yù)計(jì)商業(yè)設(shè)備或?qū)⒃趦傻饺陜?nèi)投入使用。