Rekord-breaking laser link kunne give test af Einsteins teori

Forskere fra International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) og University of Western Australia (UWA) har sat en verdensrekord for den mest stabile transmission af et lasersignal gennem atmosfæren.

I en undersøgelse offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturkommunikation , Australske forskere gik sammen med forskere fra det franske nationale center for rumstudier (CNES) og det franske metrologilaboratorium Systèmes de Référence Temps-Espace (SYRTE) ved Paris Observatory.

Holdet satte verdensrekorden for den mest stabile lasertransmission ved at kombinere Aussies' fasestabiliseringsteknologi med avancerede selvstyrende optiske terminaler. Sammen, disse teknologier gjorde det muligt at sende lasersignaler fra et punkt til et andet uden interferens fra atmosfæren.

Hovedforfatter Benjamin Dix-Matthews, en ph.d. studerende ved ICRAR og UWA, sagde teknikken effektivt eliminerer atmosfærisk turbulens. "Vi kan korrigere for atmosfærisk turbulens i 3-D, det er, venstre højre, op-ned og, kritisk, langs flyvelinjen, " sagde han. "Det er, som om den bevægende atmosfære er blevet fjernet og ikke eksisterer. Det giver os mulighed for at sende meget stabile lasersignaler gennem atmosfæren og samtidig bevare kvaliteten af ​​det originale signal."

Resultatet er verdens mest præcise metode til at sammenligne strømmen af ​​tid mellem to separate steder ved hjælp af et lasersystem transmitteret gennem atmosfæren.

ICRAR-UWA seniorforsker Dr. Sascha Schediwy sagde, at forskningen har spændende anvendelser. "Hvis du har en af ​​disse optiske terminaler på jorden og en anden på en satellit i rummet, så kan du begynde at udforske grundlæggende fysik, " sagde han. "Alt fra at teste Einsteins generelle relativitetsteori mere præcist end nogensinde før, at opdage, om grundlæggende fysiske konstanter ændrer sig over tid."

Teknologiens præcise målinger har også praktiske anvendelser inden for geovidenskab og geofysik. "For eksempel, denne teknologi kan forbedre satellitbaserede undersøgelser af, hvordan grundvandsspejlet ændrer sig over tid, eller at lede efter malmforekomster under jorden, " sagde Dr. Schediwy.

Der er yderligere potentielle fordele for optisk kommunikation, et spirende felt, der bruger lys til at transportere information. Optisk kommunikation kan sikkert overføre data mellem satellitter og Jorden med meget højere datahastigheder end nuværende radiokommunikation.

"Vores teknologi kan hjælpe os med at øge datahastigheden fra satellitter til jorden i størrelsesordener, "Dr. Schediwy sagde. "Den næste generation af store data-indsamling satellitter ville være i stand til at få kritisk information til jorden hurtigere."

Fasestabiliseringsteknologien bag det rekordstore link blev oprindeligt udviklet til at synkronisere indgående signaler til Square Kilometer Array-teleskopet. Teleskopet på flere milliarder dollar skal bygges i det vestlige Australien og Sydafrika fra 2021.