Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Новый рекорд устойчивости лазерного луча может помочь ответить на самые большие вопросы физики
23.01.2022

Новый рекорд устойчивости лазерного луча может помочь ответить на самые большие вопросы физики

Оценка: 0.0    466 0 Наука и Технологии
13:56

Ученые стремятся создать глобальную сеть атомных часов, которая позволит нам, помимо прочего, лучше понять фундаментальные законы физики, исследовать темную материю и более точно ориентироваться на Земле и в космосе.

Однако для достижения максимальной эффективности эти часы должны быть надежно и быстро связаны между собой через слои атмосферы, что далеко не просто. В новом исследовании описывается успешный эксперимент с лазерным лучом, который поддерживался стабильным на расстоянии 2,4 километра (1,5 мили).

Для сравнения, новая связь примерно в 100 раз стабильнее, чем все, что было создано ранее. Она также демонстрирует стабильность, которая примерно в 1000 раз лучше, чем у атомных часов, для контроля которых можно использовать эти лазеры.

"Результат показывает, что технологии стабилизации фазы и амплитуды, представленные в этой работе, могут стать основой для сверхточного сравнения временных масштабов оптических атомных часов в турбулентной атмосфере", - пишут исследователи в опубликованной статье.

Система основана на результатах исследования, проведенного в прошлом году, в котором ученые разработали лазерную связь, способную удерживаться в атмосфере с беспрецедентной стабильностью.

В новом исследовании ученые направили лазерный луч из окна пятого этажа на отражатель, расположенный на расстоянии 1,2 километра (0,74 мили). Затем луч отразился обратно к источнику, чтобы достичь общего расстояния в течение пяти минут.

Используя методы снижения шума, температурный контроль и крошечные регулировки отражателя, команда смогла сохранить стабильность лазера в условиях колебаний воздуха. Атмосферная турбулентность на уровне земли здесь, вероятно, равна турбулентности от земли до спутника (выше в атмосфере воздух более спокойный и менее плотный) в несколько сотен километров.

Хотя точность лазерных измерений оставалась довольно постоянной в течение десятилетия или около того, в последнее время мы наблюдаем некоторые значительные улучшения, включая лазерную установку, работающую в рамках сотрудничества Boulder Atomic Clock Optical Network (BACON) и испытанную в марте прошлого года.

В этой установке использовался импульсный лазер, а не лазер с непрерывной волной, испытанный в этом новом исследовании. Оба лазера имеют свои преимущества в различных сценариях, но лазеры на непрерывных волнах обеспечивают лучшую стабильность и могут передавать больше данных за определенный период времени.

"Обе системы бьют лучшие на сегодняшний день атомные часы, так что здесь мы разделили понятия, но наша конечная точность лучше", - говорит астрофизик Дэвид Гоззард из Университета Западной Австралии.

Когда сеть атомных часов будет создана, ученые смогут проверить общую теорию относительности Эйнштейна и то, как можно устранить ее несовместимость с тем, что мы знаем о квантовой физике.

Очень точно сравнивая время двух атомных часов - одного на Земле и одного в космосе - ученые надеются выяснить, где общая теория относительности работает, а где нет. Если идеи Эйнштейна верны, то часы, находящиеся дальше от земного притяжения, должны тикать чуть быстрее.

Но на этом его полезность не заканчивается. Лазеры, подобные этому, в конечном итоге могут быть использованы для управления запуском объектов на орбиту, для связи между Землей и космосом или для соединения двух точек в пространстве.

"Конечно, вы не можете провести оптоволоконный кабель к спутнику", - говорит Гоззард.

Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters.


 
Источник:  https://earth-chronicles.ru/

Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Официальный представитель Пентагона продемонстрировал новые кадры необъяснимого наблюдения НЛО
Я точно такой же шар видел пролетающим в 10метрах от себя, рвзмерами метра 3 в деаметре, с автомобил (от ranon)
Алекс Коллиер: Пришельцы из Андромеды рассказали о происхождении человечества
Минусуют ущербные ,примитивные и обиженные по жизни люди, Блага что на сайте таких немного, Минусует (от Solder)