Низкочастотные радиоволны (от 30 до 300 килогерц) несут информацию сквозь толщу воды и земли. Но поймать их обычной антенной трудно: длина волны достигает нескольких километров, и маленький приёмник почти не чувствует такое поле. Физики нашли выход — они сделали антенной одиночный ион.
Ион кальция-40 подвесили в вакууме с помощью электрических полей на поверхности чипа. Лазерные лучи заставили ион колебаться, как крошечный маятник, и эти колебания стали вести себя подобно лазерному лучу — возник так называемый фононный лазер (лазер на звуковых волнах). Когда внешнее электрическое поле попадает в ловушку, оно чуть меняет ритм колебаний иона. Измерив сдвиг частоты биений между лазерным лучом и движением иона, можно извлечь сразу три параметра сигнала: частоту, фазу и амплитуду.
Главная хитрость метода — не нужно сверхнизкое охлаждение иона, которое обычно требуется в подобных экспериментах. Система сама поддерживает стабильные колебания и неплохо справляется с шумами. Такой датчик размером с булавочную головку открывает путь к подземной связи, сверхточным измерениям массы и мониторингу биосигналов.
Ион кальция в ловушке колеблется с частотой около 1 мегагерца — это в тысячи раз выше ноты «ля» первой октавы, но всё ещё в диапазоне, который можно «услышать» электроникой.