Angkatan Darat AS mengembangkan sensor kuantum ‘terobosan’ untuk menentukan sinyal radio di medan perang
Ilmuwan Angkatan Darat AS telah mendemonstrasikan sensor kuantum baru yang dapat mengukur arah 3D penuh medan elektromagnetik frekuensi radio, sebuah tonggak sejarah yang dapat mengubah cara sinyal dideteksi di medan perang. Terobosan tersebut dicapai oleh para ilmuwan di Komando Pengembangan Kemampuan Tempur Angkatan Darat AS, yang dikenal sebagai DEVCOM, Laboratorium Penelitian Angkatan Darat. Menurut para peneliti, sensor ini dapat meningkatkan kesadaran situasional, memperkuat komunikasi yang aman, dan membantu tentara membuat keputusan yang lebih cepat dan tepat di lingkungan medan perang yang kompleks. “Pekerjaan kami dalam sains kuantum adalah memberikan Prajurit kami cara baru untuk merasakan dan memahami dunia di sekitar mereka,” kata David Meyer, fisikawan riset ARL. “Penelitian ini membuka pintu untuk mendeteksi dan menentukan sinyal pada rentang frekuensi yang luas dalam satu paket penginderaan, bahkan di lingkungan yang paling menantang,” Mengukur gelombang radio dalam 3D Sensor baru ini didasarkan pada atom Rydberg, yaitu atom yang ditempatkan dalam keadaan sangat tereksitasi sehingga membuatnya sangat sensitif terhadap medan listrik. Para peneliti menjelaskan bagaimana perangkat tersebut tidak hanya dapat menentukan kekuatan medan elektromagnetik tetapi juga orientasi polarisasi 3D dan arah propagasi, yang dikenal sebagai k-vector. Menurut ARL, ini adalah pertama kalinya pengukuran seperti itu dilakukan menggunakan sensor kuantum. Sensor tradisional biasanya mengukur kekuatan medan elektromagnetik hanya dalam satu arah pada satu waktu. Sensor kuantum yang dikembangkan ARL, bagaimanapun, dapat “melihat” arah dan gerakan medan elektromagnetik, memberikan gambar 3D yang lengkap. Meski lebarnya hanya beberapa sentimeter, sensor tersebut mampu menentukan arah sinyal masuk dengan akurasi sekitar dua derajat. Hal ini dapat menjadikannya platform yang sangat fleksibel untuk mendeteksi dan menemukan lokasi sinyal frekuensi radio di lingkungan yang diperebutkan. Sensor kecil untuk spektrum yang padat Tidak seperti antena konvensional, yang sering kali harus memiliki ukuran fisik yang sebanding dengan sinyal yang dideteksinya dan biasanya terbatas pada rentang frekuensi yang sempit, sensor ARL tidak bergantung pada ukuran sinyal. Ia juga dapat beroperasi di seluruh spektrum frekuensi radio. Kemampuan ini berasal dari sifat broadband atom Rydberg, yang dapat beroperasi dari frekuensi arus searah hingga terahertz. “Medan perang modern adalah lingkungan frekuensi radio yang sangat rumit,” kata Meyer. “Dengan berkembangnya sistem otonom, terdapat ratusan sumber sinyal yang berbeda. Memiliki platform sensor tunggal yang mencakup seluruh spektrum frekuensi radio dan dapat mengukur arah 3D dari bidang-bidang tersebut mewakili kemampuan yang berpotensi transformatif, terutama dalam kesadaran spektrum,” lanjutnya. Dibangun berdasarkan penelitian kuantum selama bertahun-tahun. Sensor ini bekerja dengan menggunakan sel kaca kecil yang diisi dengan uap atom rubidium. Para peneliti menyorotkan laser ke dalam sel untuk menempatkan atom di negara bagian Rydberg. Ketika gelombang radio melewatinya, atom-atom merespons dengan cara yang mengungkapkan kekuatan, arah, dan pergerakan medan dalam tiga dimensi. Karya terbaru ini dibangun berdasarkan pengembangan elektrometer Rydberg sebelumnya oleh ARL. Pada tahun 2024, tim menunjukkan kemampuannya untuk mengukur polarisasi medan frekuensi radio dan memecahkan kode informasi yang dikodekan dalam polarisasi tersebut. Penelitian ini dipublikasikan dalam makalah berjudul Physical Review Applied.
Diterbitkan : 2026-06-06 11:08:00
sumber : interestingengineering.com
