Ρεκόρ Guinness από κύκλωμα της DARPA

Στα Guinness World Records εισήλθε το πρόγραμμα Terahertz Electronics της DARPA του αμερικανικού Πενταγώνου, για τη δημιουργία του ταχύτερου ενσωματωμένου κυκλώματος- ενισχυτή σε σταθερή κατάσταση
(solid-state amplifier) που έχει υπάρξει ποτέ. Το εν λόγω κύκλωμα λειτουργεί σε ταχύτητα του ενός terahertz (1012 GHz), ή αλλιώς του ενός τρισ. κύκλων ανά δευτερόλεπτο- 150 δισ. κύκλους ταχύτερα από το υπάρχον ρεκόρ των 850 gigahertz του 2012.

«Τα κυκλώματα terahertz υπόσχονται να ανοίξουν νέους τομείς έρευνας και μη προβλεφθείσες εφαρμογές στο φάσμα κύματος υπό του χιλιοστού, φέρνοντας επιπλέον άνευ προηγουμένου επιδόσεις σε κυκλώματα τα οποία λειτουργούν σε πιο συμβατικές συχνότητες» δήλωσε σχετικά ο Ντεβ Πάλμερ, υπεύθυνος προγράμματος της DARPA. «Αυτό το επίτευγμα θα μπορούσε να οδηγήσει σε επαναστατικές τεχνολογίες όπως συστήματα ασφαλείας imaging υψηλής ανάλυσης, βελτιωμένα ραντάρ αποφυγής συγκρούσεων και φασματόμετρα που μπορούν να εντοπίσουν εν δυνάμει επικίνδυνα χημικά και εκρηκτικά με πολύ μεγαλύτερη ευαισθησία».

Κατασκευασμένο από τη Northrop Grumman, το Terahertz Monolithic Integrated Circuit (TMIC) επιδεικνύει οφέλη ισχύος κατά πολύ μεγαλύτερα σε σχέση με τα σημερινά state of the art συστήματα. Το όφελος, το οποίο λογαριθμικά μετριέται σε ντεσιμπέλ, παρόμοια με το πώς η ένταση των σεισμών μετριέται στην κλίμακα Ρίχτερ, περιγράφει την ικανότητα ενός ενισχυτή να αυξάνει την ισχύ ενός σήματος από την εισαγωγή (input) στην παραγωγή (output). Το TMIC επέδειξε όφελος της τάξης των εννιά ντεσιμπέλ στο 1,0 terahertz και 10 ντεσιμπέλ στα 1,03. Εν συγκρίσει, η σημερινή τεχνολογία smartphone λειτουργεί στο ένα με δύο gigahertz και τα ασύρματα δίκτυα στα 5,7.

«Οφέλη της τάξης των έξι ντεσιμπέλ και άνω αρχίζουν να φέρνουν αυτή την έρευνα από το εργαστήριο σε πρακτικές εφαρμογές- όφελος των εννέα ντεσιμπέλ είναι άνευ προηγουμένου στις συχνότητες terahertz» σημείωσε ο Πάλμερ. «Αυτό ανοίγει νέες πιθανότητες για τη δημιουργία ραδιοκυκλωμάτων terahertz».

Εδώ και χρόνια ερευνητές προσπαθούσαν να εκμεταλλευτούν την μπάντα υψηλής συχνότητας που ξεκινά πάνω από τα 300 gigahertz, όπου τα μήκη κύματος είναι κάτω του ενός χιλιοστού. Ωστόσο, το επίπεδο των terahertz έχει αποδειχθεί μάλλον «άπιαστο», εξαιτίας της έλλειψης αποτελεσματικών μέσων για την παραγωγή, τον εντοπισμό, την επεξεργασία και την εκπομπή των απαραίτητων σημάτων υψηλής συχνότητας. Τα σημερινά ηλεκτρονικά, που χρησιμοποιούν solid-state τεχνολογίες σε μεγάλο βαθμό αδυνατούν να έχουν πρόσβαση στη μπάντα υπό του χιλιοστού του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος εξαιτίας ανεπαρκών επιδόσεων τρανζίστορ.

Για την αντιμετώπιση του «χάσματος του terahertz» οι μηχανικοί κλασικά χρησιμοποιούσαν τη μετατροπή συχνότητας για τον πολλαπλασιασμό των συχνοτήτων λειτουργίας κυκλωμάτων πάνω από τις συχνότητες μήκους κύματος χιλιοστού. Αυτή η προσέγγιση, ωστόσο, περιορίζει την ισχύ παραγωγής ηλεκτρικών συσκευών και επηρεάζει την αναλογία κύματος- θορύβου, ενώ παράλληλα αυξάνει το μέγεθος, το βάρος και την ενεργειακή κατανάλωση των συσκευών.naftemporiki.gr