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解決方案

史上最“穩”的激光傳輸,能證明愛因斯坦的廣義相對論?

星之球科技 來源:《自然·通訊》2021-01-27 我要評論(0 )   

  西澳大利亞(ya) 大學安裝在屋頂的天文台。  近日,來自國際射電天文學研究中心(ICRAR)和西澳大利亞(ya) 大學(UWA)的科學家們(men) 創造了一項世界紀錄:實現了大氣層中的最“...



  西澳大利亞(ya) 大學安裝在屋頂的天文台。

  近日,來自國際射電天文學研究中心(ICRAR)和西澳大利亞(ya) 大學(UWA)的科學家們(men) 創造了一項世界紀錄:實現了大氣層中的最“穩”激光信號傳(chuan) 輸。除了澳大利亞(ya) 的研究人員,法國國家空間研究中心(CNES)和巴黎天文台法國計量實驗室係統參考空間(SYRTE)的研究人員也參與(yu) 了這項合作研究。相關(guan) 論文於(yu) 當地時間1月22日刊發在《自然·通訊》雜誌上。

  該團隊將相位穩定技術(phase stabilization technology)與(yu) 先進的自導向光學終端結合,才取得了這一突破性成果。簡而言之,相位穩定技術可以使激光信號免受大氣幹擾,從(cong) 一個(ge) 點發送到另一個(ge) 點。

  該論文的第一作者、ICRAR和UWA的博士生Benjamin Dix-Matthews指出,這種技術有效地消除了大氣湍流。他介紹道:“我們(men) 可以對大氣湍流進行三維校正——上下、左右以及傳(chuan) 送方向。這就好比流動大氣被清除,仿佛不存在一般。由此,我們(men) 才能成功在大氣中發送具有高度穩定性的激光信號,並維持原始信號的質量。”

  如果要借助在大氣中進行傳(chuan) 輸的激光係統來比較兩(liang) 個(ge) 不同地點的時間流動差別的話,這項新成果就是當今世界上最精確的方法。

  

  自導向光學終端

  同時在ICRAR和UWA擔任高級研究員的Sascha Schediwy博士表示,新研究具有令人興(xing) 奮的應用前景。他解釋:“如果在地麵上安裝研究中的一個(ge) 光學終端,再在太空中的衛星上安裝另一個(ge) ,那麽(me) 你就可以開始探索基礎物理學的奧秘了。這樣你不僅(jin) 可以更精確地檢驗愛因斯坦的廣義(yi) 相對論,還可以觀察基本物理常數是否會(hui) 隨著時間而變化。”

  另外,這項技術的精確測量手段在地球科學和地球物理學中也十分實用。“比如,它可以改進基於(yu) 衛星的地下水位變化研究,或者用於(yu) 搜尋地下礦產(chan) 資源,”Schediwy博士說。

  光通信是指利用光傳(chuan) 送信息的新興(xing) 領域,它還有更多的潛在優(you) 勢。光通信不僅(jin) 可以確保衛星和地球之間數據傳(chuan) 輸的安全性,其數據速率也比目前的無線電通信要高得多。

  Schediwy博士展望道:“我們(men) 的技術可以使衛星到地麵的數據傳(chuan) 輸速率提高幾個(ge) 數量級。下一代大型數據收集衛星將更快地將關(guan) 鍵信息傳(chuan) 送到地麵。”

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