طوّر العلماء (تلفزيونًا ذريًا) مستخدمين لذلك أشعة الليزر وتقنيات سحب الذرات atom clouds لنقل إشارات فيديو تتوافق مع معيار الدقة التقليدي 480i 480(خطًا أفقيًا)، ولكن لم تصل هذه التقنية الجديدة لدرجة أن تُستخدم جزءًا من تقنيات الترفيه المنزلي في الوقت القريب.
استخدام تقنية الفيديو في العمل
المفتاح الأساسي لهذه التقنية يعتمد على وعاء زجاجي يحتوي على ذرات غازية كبيرة الحجم من الروبيديوم مثارة بلونين من أشعة الليزر لتتحول إلى ما يُعرف باسم حالة ريدبيرج Rydberg -هذه الحالة تحدث عندما يكون للذرات مستوى عالٍ من الطاقة، ما يتسبب في دوران الإلكترونات بعيدًا عن النواة.
هذا بدوره يجعل الذرات أكبر وأكثر تمددًا، كما أنها تجعلها حساسةً للمجالات الكهرومغناطيسية، بحيث يمكن استخدامها مستقبلًا للإشارة التلفزيونية. قام الباحثون في السابق بحيلة مماثلة باستخدام إشارات الراديو.
يقول المهندس الكهربائي كريس هولواي من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في الولايات المتحدة: «لقد اكتشفنا كيفية بث مقاطع الفيديو واستقبالها من خلال مستشعرات ذرات ريدبيرج. شفرنا لعبة فيديو ضمن إشارة واستطعنا فك تشفيرها باستخدام الذرات. يُبث الخرج مباشرةً إلى التلفزيون».
تُحضّر السحابة الذرية أولاً باستخدام إشارة الراديو، ثم يُقاس تأثيرها على تحولات الطاقة في ذرات ريدبيرج واستخدام هذا القياس نقطةً مرجعيةً، في النهاية تُضاف تغذية الفيديو لتعديل الإشارة الأصلية، وإرسالها عبر الهوائي.
بتحليل أحد أشعة الليزر في أثناء مروره عبر الذرات، يستخرج العلماء إشارة الفيديو ويحولونها إلى تنسيق مناسب للشاشة. ثم يختبرون الإعداد مسبقًا باستخدام تدفق من كاميرا فيديو ومن وحدة تحكم بألعاب الفيديو.
لكي تعمل التقنية، كان على الفريق أن يحصل على حجم أشعة الليزر على نحو صحيح. مع تغير حجم الشعاع، يتغير الوقت الذي يقضيه ضوء الليزر في التفاعل مع الذرات، ما يؤثر على عرض النطاق الترددي لتدفق الفيديو.
كتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: «يؤثر حجم الحزمة على متوسط الوقت الذي تبقى فيه الذرات في التفاعل، والذي يتناسب عكسًا مع عرض النطاق الترددي لجهاز الاستقبال».
بعد الاختبارات، وجد الفريق أن الشعاع الصغير الذي يبلغ قطره أقل من 100 ميكرومتر لكلا الليزرين كان مثاليًا في سرعة الاستجابة والقدرة على بث الألوان. لقد تمكّنوا من الحصول على معدلات بيانات مذهلة تصل إلى 100 ميغابت في الثانية.
يقول الباحثون إنه في المستقبل يمكن تحسين هذه المعدلات تحسينًا أكبر. تبدو الدقة 480i قليلةً جدًا وفقًا لمعايير العصر الحديث، ويمكن تحسينها الآن بعد أن أصبحت التكنولوجيا الجديدة متاحة.
في الوقت الحالي، يبلغ حجم جهاز الاستقبال الذري كحجم طاولة الطعام، ولكن في المستقبل، سيكون من الممكن تصغيره. قد تكون هذه الأجهزة أصغر حجمًا وأكثر تنوعًا من أجهزة الاستقبال الحالية، وأقل تأثرًا بالضجيج الناتج عن البيئة المحيطة.
علاوةً على ذلك، يمكن في النهاية استخدام نفس المبادئ مع الزجاج والذرات المتاحة تجاريًا وكابلات الألياف البصرية القياسية. من خلال إعادة معايرة الليزر، ستكون أجهزة الاستقبال قادرةً على تكييف نفسها بسرعة لتلقي إشارات الصوت والفيديو.
قالت عالمة الفيزياء أميتا ديب من جامعة أوتاغو في نيوزيلندا، التي لم تشارك في الدراسة، لمجلة New Scientist: «ليس عليك تغيير أي مكونات إلكترونية أو استخدام مآخذ مختلفة».
اقرأ أيضًا:
اكتشاف طريقة تجعل الزجاج صلبًا لدرجة خدش الألماس
لماذا يخرب الماء الإلكترونيات بينما لا يفعل الكحول ذلك؟
ترجمة: أحمد عضيم
تدقيق: باسل حميدي
