·
·
Культура и общество
Ученые объяснили, почему радиоволны работают лучше ночью и зимой, как они подтвердили теорию Большого взрыва и какие технологии связи появятся в ближайшие годы.
Радиоволны окружают нас повсюду: от смартфонов и Wi-Fi-сетей до спутниковой навигации и медицинских имплантатов. При этом загадочный источник уже 35 лет посылает на Землю радиосигналы из космоса. Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета раскрыли неожиданные факты о природе этого излучения и его роли в науке и технике.
Профессор кафедры общей физики Виктор Криштоп поясняет, что радиоволны — это тот же тип электромагнитного излучения, что и свет. Однако человеческий глаз способен воспринимать лишь узкий диапазон длин волн — от 380 до 750 нанометров. Радиоволны же гораздо длиннее: от миллиметров до сотен километров, поэтому они остаются невидимыми для человека.
Разные виды радиоволн применяются для различных целей. Длинные волны способны огибать препятствия и распространяться на огромные расстояния, что делает их незаменимыми для навигации и дальней связи. Короткие волны, напротив, с трудом проникают сквозь стены, но позволяют передавать колоссальные объемы данных. Именно они лежат в основе Wi-Fi, мобильной связи и сетей 5G.
Беспроводная связь работает эффективнее ночью и зимой, и причина — в солнечном излучении. Днем ультрафиолетовые лучи Солнца создают в атмосфере слой заряженных частиц, который частично поглощает длинные радиоволны. Ночью этот эффект ослабевает, и сигнал становится более стабильным, объясняет Криштоп.
Радиоволны играют ключевую роль в исследовании космоса. Радиотелескопы позволяют наблюдать небесные объекты, недоступные для обычных телескопов: холодные газовые облака, пульсары и сверхмассивные черные дыры. Для этого приемники охлаждают почти до минус 258 градусов Цельсия, чтобы снизить тепловые помехи.
Именно радиоастрономия помогла подтвердить теорию Большого взрыва в 1965 году. Тогда американские ученые обнаружили постоянный радиошум, который оказался реликтовым излучением — «эхом» ранней Вселенной.
Доктор Валерий Литвинов отмечает, что радиоволны применяются и в медицине. Радиосигналы используются в кохлеарных имплантатах, возвращающих слух, а также в кардиостимуляторах и нейростимуляторах. Врачи могут дистанционно настраивать параметры этих устройств без хирургического вмешательства.
Ученые уже работают над стандартом связи 6G, который позволит передавать еще большие объемы данных. Кроме того, разрабатываются квантовые антенны, способные улавливать сверхслабые сигналы. В будущем такие устройства могут обеспечить связь в шахтах, тоннелях и даже под завалами после землетрясений.
