Komunikacije z nevtroni - alternativa radijskim komunikacijam?
Neutron Communications - An Alternative to Radio Communications?


Luka Snoj, Aljaž Čufar, Klemen Ambrožič
Jožef Stefan Institute


POVZETEK
Nevtroni so nevtralni delci, ki imajo popolnoma drugačne lastnosti širjenja in interakcije z medijem kot elektromagnetno valovanje, na katerem temelji današnja brezžična komunikacija. Za razliko od elektromagnetnega valovanja so praktično neobčutljivi na elektromagnetne motnje ter lahko prodrejo skozi goste in kovinske materiale. Zaradi svojih lastnosti se nevtronska komunikacija lahko uporablja tam, kjer običajne metode odpovedo, npr. komunikacija skozi debele tlačne posode, med rovi v rudniku, v vesolju, skozi Faradayevo kletko ali v primeru intenzivnih vesoljsko vremenskih pojavov. Nevtronska komunikacija je primerna za sisteme, ki potrebujejo visoko stopnjo odpornosti in zanesljivosti, kot so npr. komunikacije v kritični infrastrukturi. Poleti 2021 smo izvedli eksperiment, s katerim smo prvi na svetu dokazali, da je komunikacija z nevtroni mogoča. Trenutno raziskujemo omejitve nevtronske komunikacije glede pasovne širine, propagacijo in možnosti za ojačenje signala.

ABSTRACT
Unlike radio waves, which are absorbed by high-density materials, fast neutrons offer significant advantages where communication needs to penetrate high-Z materials or porous aggregates, potentially complementing or replacing radio communications according to neutrons’ unique properties. Neutrons offer advantages for two-way communication where radio waves do not reach, e.g. deep mines, thick pressure vessels, Faraday cages or during/after severe space weather events. Neutron communication is well suited to systems requiring large degree of resiliency and reliability such as communications in critical infrastructure. In summer 2021 an experiment was performed in which the concept was demonstrated. Currently we research limitations of neutron communications regarding the bandwidth, signal propagation and possibilities for signal amplification.