ساخت آنتن از «هیچ»؛ پرتو لیزری که هوای خالی را به فرستنده رادیویی تبدیل می‌کند

به آنتن‌هایی فکر کنید که هر روز از کنارشان می‌گذرید، مثل میله‌ی باریک روی سقف خودرو، دکل‌های بلند پشت‌بام‌ها یا بشقاب‌هایی که رو به آسمان چرخیده‌اند. همه‌شان یک وجه مشترک دارند؛ از فلز ساخته شده‌اند، طبیعتاً وزن دارند و جایی را اشغال می‌کنند.

به گزارش زومیت، حالا آنتنی را تصور کنید که با فشار یک دکمه و روشن‌شدن لیزر در هوا شکل می‌گیرد، سیگنال رادیویی می‌فرستد و لحظه‌ای بعد بی‌هیچ ردی ناپدید می‌شود. ماجرا کمی متناقض به نظر می‌رسد، چون هوا یکی از بهترین عایق‌های اطراف ماست و به همین دلیل فاصله‌ی هوایی میان سیم‌های فشارقوی می‌تواند جلوی عبور جریان را بگیرد. اما اگر انرژی کافی به هوا برسد، وضعیت تغییر می‌کند.

بخشی از الکترون‌های مولکول‌های هوا جدا می‌شوند و مخلوطی از یون‌ها و الکترون‌های آزاد به وجود می‌آید که پلاسما نام دارد. پلاسما می‌تواند رفتاری بسیار متفاوت از هوای معمولی داشته باشد و تا حدی مانند یک رسانا عمل کند.

این خط بنفش فقط نور لیزر نیست. لیزر، هوای مسیر خود را یونیزه کرده و رشته‌ای از پلاسما ساخته است؛ رشته‌ای که پژوهشگران از آن برای فرستادن سیگنال رادیویی ۳۰ مگاهرتز استفاده کردند

پژوهشگران NC State دقیقاً از همین ویژگی استفاده کردند و با یک لیزر فوق‌العاده پرقدرت، رشته‌ای باریک از پلاسما در هوا ساختند. سپس آزمایش کردند که آیا می‌توان سیگنال رادیویی را روی این رشته به حرکت درآورد و از آن به اطراف تاباند. داستان از خطی بنفش در تاریکی آزمایشگاه شروع می‌شود. شمشیر نوری در تاریکی؛ وقتی هوا رسانا می‌شود

روی میزی در تاریکی آزمایشگاه، خطی باریک و بنفش در هوا به چشم می‌خورد؛ چنان صاف و درخشان که پریا دارشنی، پژوهشگر اصلی پروژه، ظاهرش را به شمشیر نوری جنگ ستارگان تشبیه می‌کند.

شاید در نگاه اول تصور کنید خود پرتو لیزر را می‌بینید، اما چنین نیست. لیزر آزمایش طول‌موجی در حدود ۸۰۰ نانومتر دارد و بخش زیادی از نور آن در محدوده‌ای قرار می‌گیرد که چشم انسان به‌سختی می‌بیند. درخشش بنفش از خود هوا می‌آید. …