Pirmą kartą neutrinai panaudoti informacijos perdavimui (5)
Mokslininkai pirmą kartą panaudojo neutrinus - fundamentaliąsias daleles, reguliariai iš kosmoso skrodžiančias Žemę - pasiųsti žinutei per gruntą.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Tyrėjus jau ilgą laiką domino neutrinų komunikacijos galimybės, nes šios dalelės gali lengvai keliauti per medžiagą (tame tarpe ir per pačią planetą) praktiškai be jokio kontakto su aplinkinėmis dalelėmis rašo LiveScience.com.
Neutrinai – tai ypač mažos dalelės, beveik neturinčios masės ir neutralaus krūvio. Taigi jos nepasiduoda elektromagnetinėms jėgoms ir labai silpnai reaguoja į trauką. Jos labai retai susiduria su kitomis fundamentinėmis dalelėmis - dažniausiai be problemų praskrieja netgi tiesiai pro atomus, iš kurių sudaryta visa mus supanti materija.
Dabar mokslininkams pavyko pasitelkti neutrinus tam, kad pasiųstų žinutę iš vienos vietos į kitą – iš dalelių suformuotu binariniu kodu paraidžiui perduotas žodis „neutrinas“.
Tam tyrėjai panaudojo „NuMI“ dalelių greitintuvą, esantį „Fermi“ nacionalinėje greitintuvo laboratorijoje Batavoje, Ilinojuje. Su greitintuvu mokslininkai sukūrė neutrinų srautus, kurie susiformuoja tuomet, kai greitintuve greitėjantys protonai atsitrenkia į anglies atomų sienelę.
Tuomet mokslininkai šį neutrinų srautą nukreipė į neutrinų detektorių, esantį už maždaug 1 kilometro didelėje oloje.
Kadangi neutrinai retai sąveikauja su kitomis dalelėmis, juos ypač sunku aptikti. Detektorius, pavadintas „Minerva“, sudarytas iš skirtingų medžiagų, tarp kurių – anglies, švino ir geležies, sluoksniai. Neutrinams pro jį keliaujant, retkarčiais neutrinai kaktomuša susiduria su vienu iš šių atomų, sukurdami kitas daleles, kurias jau gali užfiksuoti sudėtinga detektoriaus elektroninė įranga.
„Tikimybė, kad tai nutiks, yra labai maža, tačiau jei detektoriuje yra pakankamai didelės masės, statistiškai tai nutinka pakankamai dažnai, kad būtų galima užfiksuoti signalą. Tik vienas iš 10 mlrd. neutrinų sukuria įvykį“, – teigė tyrimo autorius Danas Stancilas, elektronikos inžinierius iš Šiaurės Karolinos valstijos universiteto.
Neutrinų srautai paprastai generuojami pulsais, po vieną kas 2,2 sekundės. Norėdami perduoti informaciją, mokslininkai iš neutrinų turėjo suformuoti loginio signalo seką - "vienetukų" ir "nuliukų" kombinaciją. Norėdami suformuoti loginį vienetą, mokslininkai įjungė neutrinų srautą ir leido jam siųsti signalus detektoriui. Norėdami gauti loginį nulį, jie sustabdė srautą ir pulsas pradingo. Taip jiems pavyko suformuoti reikiamą dvejetainį kodą, kuris atitinka žodį „neutrinas“ taip, kad jį galėtų perskaityti su detektoriumi dirbantys mokslininkai.
Nors tai dar tik pirmas žingsnis, D. Stancilas teigia, kad šią technologiją būtų galima naudoti tokiais atvejais, kai įprasti informacijos perdavimo būdai neveikia.
Pavyzdžiui, anot mokslininko, „beveik neįmanoma ir labai nepraktiška komunikuoti su povandeniniu laivu, kai jis yra labai giliai. Jūros vanduo turi elektros laidumo, tad dėl to radijo bangos labai giliai neprasiskverbia“.
Molekulės vandenyje aplink povandeninį laivą potencialiai galėtų atstoti neutrinų detektorių. Kadangi neutrinams sukurti šiuo metu reikia galingo dalelių greitintuvo, povandeninis laivas galėtų žinutes tik gauti, o ne siųsti.
Pasak D. Stancilo, neutrinų komunikacijos prietaisas taip pat galėtų būti atsargos planas, jei katastrofa sunaikintų visą infrastruktūrą.
„Iš principo, būtų galima turėti tiesinę komunikaciją tiesiai pro Žemės centrą , informacijos perdavimui nenaudojant nei palydovų, nei laidų. Įsivaizduoju, kad gali būti tam tikrų strateginių situacijų, kai tai galėtų būti labai naudinga“, – kalbėjo D. Stancilas.
Tačiau neutrinų komunikacijų technologijai dar trūksta daug elementų, kad ji būtų praktiška, pripažįsta mokslininkas. Tam ne tik reikia dalelių greitintuvų – šias sistemas varžytų ir tai, kad signalo intensyvumas mažėja didėjant atstumui, taigi reikėtų daug tankesnio srauto, nei įmanomas dabar, kad žinutę būtų galima nusiųsti labai toli. O neutrinų detektoriai taip pat yra labai sudėtingi, taigi kuriant naudojamą komunikacijos prietaisą juos reikėtų gerokai supaprastinti.
