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Televisão atômica

30.08.2022

Os cientistas do NIST demonstram o uso de átomos de rubídio no estado de Rydberg como receptores que podem receber vídeo ao vivo e até jogar videogame. Um sinal de rádio estável é aplicado a um recipiente de vidro cheio de átomos no estado de Rydberg. A saída modulada é então alimentada a uma TV, onde um conversor analógico-digital converte o sinal em um formato de matriz de gráficos de vídeo para exibição. Este trabalho faz parte do programa NIST on a Chip.

Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) adaptaram seu rádio atômico para detectar e exibir televisão em cores e videogames.

Os sistemas de comunicação baseados em átomos são de interesse prático porque podem ser fisicamente menores e mais tolerantes a ambientes ruidosos do que a eletrônica convencional. A adição de vídeo pode melhorar os sistemas de rádio, por exemplo, em locais remotos ou em emergências.

O receptor NIST usa átomos preparados em estados Rydberg de alta energia, que são extremamente sensíveis a campos eletromagnéticos, incluindo sinais de rádio. Esses sensores também medem a intensidade do sinal associado ao Sistema Internacional de Unidades (SI).

Os cientistas usam dois lasers de cores diferentes para produzir átomos de rubídio gasoso nos estados de Rydberg em um recipiente de vidro. A equipe já havia usado uma configuração de átomo de césio para demonstrar um rádio básico e um dispositivo de fone de ouvido para aumentar a sensibilidade por um fator de XNUMX.

Para preparar a recepção de vídeo, um sinal de rádio estável é aplicado a um recipiente de vidro cheio de átomos. A equipe pode detectar mudanças de energia nos átomos de Rydberg modulando esse sinal de referência. A saída modulada é então alimentada para a TV. Um conversor analógico-digital converte o sinal em um formato de matriz de gráficos de vídeo para exibição.

Para exibição de vídeo ao vivo ou exibição de videogame, esse sinal de entrada é enviado da câmera de vídeo para modular o sinal de referência original e, em seguida, aplicado a uma antena corneta, direcionando a transmissão para os átomos. Os pesquisadores usam o sinal de referência original como referência e o comparam com a saída de vídeo final detectada pelos átomos para avaliar o sistema.

Os cientistas estudaram o tamanho do feixe de laser, a potência e os métodos de detecção exigidos pelos átomos para produzir vídeo de definição padrão. O tamanho do feixe afeta o tempo médio de residência dos átomos na zona de interação do laser. Este tempo é inversamente proporcional à largura de banda do receptor; ou seja, menos tempo e um feixe menor fornecem mais dados. Isso ocorre porque os átomos se movem para dentro e para fora da zona de interação, de modo que áreas menores resultam em um sinal de "atualização" mais alto e melhor resolução.

Os pesquisadores descobriram que o pequeno diâmetro do feixe (menos de 100 micrômetros) para ambos os lasers resultou em uma resposta e percepção de cores muito mais rápidas. O sistema atingiu velocidades de transferência de dados da ordem de 100 megabits por segundo, o que é considerado excelente para videogames e internet doméstica. A pesquisa está em andamento para aumentar a capacidade do sistema e as taxas de dados.

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Os cientistas estudaram mais de um milhão de insetos (2700 espécies) em trezentos locais e descobriram que, na última década, o número de insetos diminuiu significativamente. E algumas espécies de insetos desapareceram completamente de seus antigos habitats. Como resultado, o número de artrópodes nas florestas diminuiu 40% e nos campos até 1/3.

Os pesquisadores constataram o desaparecimento de insetos em todos os tipos de matas e campos estudados pela equipe de pesquisa. Além disso, isso afetou territórios intocados pela atividade humana.

Os cientistas estão expressando sua preocupação com o declínio no número de insetos. Se a tendência continuar, é difícil imaginar como o mundo ao nosso redor mudará nos próximos anos.

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