Свет вместо проводов: как передать сигнал из морозильной камеры экспресс
Термос с жидким ксеноном, охлаждённый до минус ста градусов. Внутри — чувствительные датчики, которые ловят редкие сигналы от частиц тёмной материи. Чтобы вывести эти сигналы наружу, обычно используют медные кабели. Но на длинном пути сигнал слабеет, а соседние кабели начинают «перешёптываться» — это называют перекрёстными помехами.
Новый способ работает как переводчик с языка электричества на язык света. Электрический сигнал от датчика заставляет лазер светиться ярче или тусклее — строго пропорционально силе сигнала. Этот свет бежит по тонкому оптоволокну наружу, где фотоприёмник снова превращает его в электрический импульс. Форма сигнала сохраняется, как если бы вы переписали ноты с одной партитуры на другую, не потеряв ни одной паузы.
При минус ста градусах система пропускает сигналы с частотой до 150 мегагерц — это в десятки раз быстрее, чем нужно для самых быстрых событий в детекторе. Диапазон амплитуд достигает полувольта, а потребляет каждый канал всего 70 милливатт — меньше, чем лампочка в новогодней гирлянде. Всё это обещает, что будущие детекторы тёмной материи станут компактнее и надёжнее.
Оптоволокно почти не греется и не создаёт помех, поэтому его можно прокладывать прямо через стенку криостата — герметичного сосуда с холодом — без риска испортить теплоизоляцию.
В фильме «Интерстеллар» данные с датчиков возле чёрной дыры передавались на корабль по радиоканалу; в реальных экспериментах свет по оптоволокну доносит сигналы из ледяных глубин.