Investigadores crean una "televisión atómica" que transmite en directo

Rubén Castro, 31 agosto 2022

La televisión atómica fue desarrollada por investigadores del Instituto Nacional de Normas de Estados Unidos, era capaz de captar transmisiones de televisión de 480i empleando láseres y nubes de átomos. El monitor mostraba transmisiones de televisión en directo, así como videojuegos que se transmitían a través de los átomos.


Los sistemas tradicionales de comunicación electrónica podrían ser más tolerantes al ruido y más compactos si se construyen sobre principios atómicos. En tiempos de crisis, el uso del vídeo podría hacer más eficaces las redes de radio en las regiones rurales.

El estado de Rydberg se muestra en un recipiente de cristal lleno de átomos hinchados de rubidio que son excitados por dos rayos láser. Los electrones de los átomos de Rydberg orbitan más lejos del núcleo como resultado de los mayores niveles de energía de estos átomos. Como consecuencia, los átomos se vuelven hipersensibles a los campos electromagnéticos, incluidas las ondas de radio. Los investigadores del NIST han demostrado que son capaces de funcionar como receptores de radio.

El nuevo estudio incluye un vídeo. Chris Holloway, del NIST, hizo la siguiente observación “Hemos descubierto que somos capaces de enviar y recibir vídeos a través de los sensores de los átomos de Rydberg”. “Ahora somos capaces de enviar videojuegos a través del nivel atómico”. Los átomos se utilizaron para decodificar una señal de videojuego que previamente habíamos codificado. La salida de la televisión directa”.

El trabajo más reciente se comenta en AVS Quantum Science.

El "estado Rydberg" es el componente esencial

Dos láseres de color, trabajando en tándem, crearon átomos gaseosos de Rydberg de rubidio en un recipiente de vidrio. Los investigadores del pasado demostraron un receptor de radio sencillo y un “auricular” que podía aumentar la sensibilidad utilizando átomos de cesio.

Como parte del proceso para configurar el receptor de radio, se envía una señal portadora estable a través del contenedor de vidrio que contiene los átomos de Rydberg. Esta señal puede ser modulada por una cámara de vídeo o por otra fuente. Una vez modulada la señal, se envía a los átomos a través de una antena de bocina, lo que provoca un cambio de energía. El grupo es capaz de detectar estos cambios de energía y convertirlos en una señal que puede mostrarse en un televisor VGA.

Para mostrar un vídeo en directo o un videojuego, una cámara de vídeo modifica la señal portadora original. Esta señal se transmite a una antena de bocina que se orienta hacia los átomos. Para hacer un análisis del sistema, se comparan la señal portadora inicial y la salida de vídeo final de los átomos.

Excelente velocidad tanto para Internet como para los juegos

Para conseguir un vídeo de definición estándar, ha sido necesario estudiar a fondo la anchura del rayo láser, las intensidades y los sistemas de detección.

Según el comunicado, el tamaño del haz es lo que controla el tiempo que los átomos permanecen en la zona donde el láser interactúa con ellos. Dado que la duración media tiene un efecto opuesto en el ancho de banda del receptor, tanto un tiempo más corto como un haz más estrecho hacen que se reciban más datos. Tanto la “tasa de refresco” como la resolución mejoran con un área más pequeña.

La estrechez del haz de ambos láseres contribuye a acelerar los tiempos de reacción y la recepción del color (100 megabits por segundo). Esto es maravilloso para los juegos y el uso de Internet en casa.

Tanto el ancho de banda de la televisión atómica como las velocidades de datos a las que puede transmitir se están incrementando.