Des néo-zélandais réinventent les antennes radio avec une ampoule en verre

Des chercheurs néo-zélandais ont récemment fait une démonstration remarquable en matière de technologie des antennes pour les ondes radio. En utilisant une petite ampoule en verre contenant une vapeur atomique, les physiciens ont mis en évidence une nouvelle forme d’antenne, qui pourrait bousculer les domaines de la défense et des communications.

Le rôle clé des atomes en état de Rydberg

Le Dr Susi Otto, du Centre Dodd-Walls de l’Université d’Otago pour les technologies photoniques et quantiques, a dirigé les tests sur le terrain de ce capteur radiofréquence atomique portable.

Ces capteurs, qui sont activés par des atomes dans un état dit de Rydberg, peuvent offrir des performances supérieures aux technologies d’antennes actuelles. Ils sont extrêmement sensibles, ont une large capacité de réglage et une petite taille physique, ce qui les rend attrayants pour une utilisation en défense et en communications.

Par exemple, ils pourraient simplifier les communications pour les soldats sur le champ de bataille car ils couvrent l’ensemble du spectre des fréquences radio, plutôt que de nécessiter plusieurs antennes pour couvrir différentes bandes de fréquences. Ils sont également super sensibles et précis pour détecter une large gamme de signaux critiques.

La possibilité d’éliminer le besoin de plusieurs capteurs les rend également utiles dans la technologie des satellites.

Une technologie sans métal et sans câbles électriques

D’une manière importante, par rapport aux capteurs plus traditionnels, les capteurs Rydberg fonctionnent sans aucune pièce métallique dans l’objectif de disperser le champ de fréquence radio. Le capteur atomique est accessible via une lumière laser, remplaçant le besoin de câbles électriques.

Le nouveau design du groupe d’Otago est portable et peut être emmené hors du laboratoire. Dans une première démonstration hors laboratoire, le capteur a pu mesurer efficacement les champs à une distance de 30m en utilisant un lien laser en espace libre. Cette approche ajoute une flexibilité importante aux technologies de détection basées sur les atomes de Rydberg.

En synthèse

Les chercheurs de l’Université d’Otago envisagent que ces développements rendront les capteurs quantiques plus robustes et plus rentables, leur permettant de sortir des laboratoires et d’entrer dans le monde réel. Cette nouvelle forme d’antenne pour les ondes radio, qui utilise une petite ampoule en verre contenant une vapeur atomique, pourrait bien être une innovation majeure dans les domaines de la défense et des communications.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le capteur radiofréquence atomique portable ?

C’est une nouvelle forme d’antenne pour les ondes radio qui utilise une petite ampoule en verre contenant une vapeur atomique. Ce capteur est activé par des atomes dans un état dit de Rydberg.

Quels sont les avantages de ce capteur par rapport aux technologies d’antennes ?

Il est extrêmement sensible, a une large capacité de réglage et une petite taille physique. Il peut couvrir l’ensemble du spectre des fréquences radio, éliminant le besoin de plusieurs antennes pour couvrir différentes bandes de fréquences.

Comment ce capteur peut-il être utilisé dans la technologie des satellites ?

La possibilité d’éliminer le besoin de plusieurs capteurs rend ce capteur utile dans la technologie des satellites. Il est également super sensible et précis pour détecter une large gamme de signaux critiques.

Comment ce capteur fonctionne-t-il sans pièces métalliques ou câbles électriques ?

Le capteur atomique est accessible via une lumière laser, remplaçant le besoin de câbles électriques. Il peut fonctionner sans aucune pièce métallique, qui peut disperser le champ de fréquence radio d’intérêt.

Quelle est la portée de ce capteur ?

Dans une première démonstration hors laboratoire, le capteur a pu mesurer efficacement les champs à une distance de 30m en utilisant un lien laser en espace libre.

Légende illustration principale : Transducteur passif Rydberg-atomique – Credit : Université d’Otago

Article : « Distant RF field sensing with a passive Rydberg-atomic transducer » – DOI: 10.1063/5.0169993