未来通信
随着高新技术的发展,通信手段越来越新颖多样,如今,许多国家都竞相投入人力、物力,财力、研究和开发中微子通信、引力波通信、蓝绿通信和流星通信。一旦这些别开生面的通信技术成为现实,我们这个星球上的居民将更加有“天涯若比邻”的感觉了。
中微子通信:中微子是基本粒子大家族中的一种中性粒子,它能够毫不费力地穿透地球,速度快,抗干扰性强,而且对人体无害,这是电磁波所无法比拟的。中微子通信与微波通信相似,都需要发射装置和接收装置。在通信时,发射端首先用高能质子加速器把质子加速到几千亿电子伏特的能量, 然后去轰击一块金属靶子;这时,靶子的背面会产生许多“短命”的介子, 这些介子一边运动,一边发生质变分裂,从而产生中微子和其他粒子;再让它们穿过钢板,剩下的就只有纯净的中微子束;此时,如用信号对它进行调制,它就会“走”向人们确定的目标;接收端是一个贮有近千亿吨水的大水箱,当中微子在水中传过时,星罗棋布的光探测器等,就可把它们携带的信息解调出来。1978 年 12 月,美国科学家在地下和海中首次进行了中微子通信试验,获得了成功。
引力波通信:引力波是物质振动时产生的一种横波,它以光速传播。利用引力波可以进行极长距离的通信,这是因为引力波穿透力强,不易衰减, 例如,它在铁中传播时,强度衰减一半的距离是 1030 公里,在水中传播时,
这一距离为 1029 公里。1983 年,日本科学家进行了首次引力波通信试验,他们把两根半径为 29.1 米、长度为 1.52 米的铝棒放置在相距 1.72 米的位置上,然后用电磁振动的办法使一根铝棒振动,以产生引力波,并用另一根铝棒来接收引力波,结果,这根铝棒发生了 1/1012 的畸变,附着在棒上的传感器产生了 1 微伏的电压。这一试验证明,引力波通信是可行的。
蓝绿通信:蓝绿通信是激光通信的一种,它采用的光波波长为 480 至 560 毫米,介于蓝光和绿光之间,同海水颜色毫无差异。蓝绿激光通过海水时, 穿透力强,方向性好,因而能打开海洋深处通信的“禁区”,为实现深海通信的现代比展示了前景。1981 年 5 月,美国科学家在加利福尼亚圣迭戈附近的海面上,成功地进行了蓝绿通信试验。
流星通信:流星分布在太阳系的空间,又小又暗,小的如同米粒,大的好似高山,它们平均以生秒几十公里的速度绕着太阳旋转、一旦同地球相通, 就会以每秒 16 至 18 公里的速度在大气层中运动,并多次与空气分子发生猛烈撞击,使空气急剧电离,在它后面形成尾状离子云——流星余迹,直到它烧成气体和极微细的尘末为止。每昼夜闯入大气层的流星,多达 100 亿个。
科学家们设想,无线电通信,是经过地面的无线设备把语言和数据转化成信号电波发送的,传输中的电波在与流星余迹相遇时,迅即被它反射到几百公里外的地面上,像手电筒光束那样扩展开,覆盖一大片区域;设在那里的地面站收到信号后,可以立即发射出回答信号,通过同一层流星余迹转到原来发出信号的地面站。
早在 20 世纪 50 年代初,加拿大国防科委无线电物理所的科学家就开始
着手这方面实验,直到 1954 年,流星余迹才正式用于通信事业。利用流星余迹通信有许多独特之处:流星是“上帝”的馈赠,不必付出巨大的研制、发射和维护费用;流星通信以低频工作,信号损耗小,简化了地面的收发设备, 降低了通信的成本;由于流星反射电波的方向性强,地面的接收范围很小, 加之通信流星的不断更替,从而加强了通信保密的可靠性;此外,流星不会被敌人摧毁,爆炸后的刹那间便可恢复通信,其他电子干扰也难以达到破坏的目的。正基于此,专家们预言,流星通信技术有着广阔的发展前途。