Американские инженеры начали испытывать сверхпроводящие квантовые датчики, которые улавливают радиосигналы без традиционных антенн. Первые образцы проверяют в лаборатории в Южной Австралии. Цель — создать компактные приёмники для радиоэлектронной разведки и связи, где громоздкие антенны занимают слишком много места.
Новая система отслеживает, как радиоволна изменяет движение электронов в сверхпроводящем материале. Высокочувствительная схема фиксирует эти крошечные изменения и преобразует сигнал в данные. Разработчики рассчитывают на лучшую чувствительность к слабым сигналам и более точное определение сложной радиообстановки, где одновременно работают множество передатчиков.
Ключевое преимущество — размер. Традиционные антенны для низких частот получаются крупными, потому что волна становится длиннее. Инженеры утверждают, что квантовый датчик работает независимо от частоты и потенциально охватывает диапазон от килогерц до терагерц в одном компактном устройстве.
Но впечатляющий разброс частот пока остаётся теоретической возможностью. Исследователи только начали практические проверки отдельных параметров экспериментальных датчиков. Полноценных сравнительных испытаний, которые бы показали реальную чувствительность, дальность и качество приёма во всём заявленном диапазоне в сравнении с современными системами, ещё нет.
В основе устройств лежит SQUID — сверхпроводящий квантовый интерференционный прибор, способный регистрировать чрезвычайно слабые электромагнитные изменения. Такие датчики давно используют в научных измерениях. Теперь их адаптируют для анализа радиосигналов.
Материал выращивают методом молекулярно-лучевой эпитаксии, слой за слоем. Сверхпроводящие элементы охлаждают до −269 °C, близко к абсолютному нулю. Только при такой температуре материал приобретает нужные свойства.
Именно охлаждение становится главным препятствием. Громоздкая криогенная система легко сведёт на нет компактность датчика. Исследователи пытаются найти материалы, работающие при более высоких температурах. Если удастся снизить энергозатраты на охлаждение, появится реальная возможность устанавливать такие приёмники на самолёты, корабли и другую технику с жёсткими ограничениями по весу и размерам.
Работа рассчитана на три года. За это время команда проверит датчики, методы обработки сигнала и возможные применения. Разработчики не называют сроков серийного выпуска и не претендуют на скорую замену обычных антенн. Первые испытания должны показать, сохранятся ли преимущества сверхпроводников в реальной радиообстановке.
