Домой Наука Для самого крупного радиотелескопа на Земле создали систему стабилизации лазерных лучей

Для самого крупного радиотелескопа на Земле создали систему стабилизации лазерных лучей

0

ТАСС, 22 января. Австралийские ученые создали систему стабилизации лазерных лучей для самого крупного радиотелескопа на планете – SKA. Эта система защитит их от турбулентности земной атмосферы. Благодаря ей лазеры можно использовать еще и для проверки теории относительности Эйнштейна. Статью с результатами исследования опубликовал научный журнал Nature Communications.

На эту темуСамая высокая телевышка Земли помогла физикам проверить теорию относительности

"Если установить созданный нами оптический терминал на одном из спутников, то его можно будет использовать для изучения законов природы – например, максимально точно проверить теорию относительности и выяснить, меняются ли фундаментальные постоянные со временем", – объяснил один из авторов работы, физик из Университета Западной Австралии Саша Шедиви.

Сформулированная Альбертом Эйнштейном общая теория относительности предсказывает, что в присутствии гравитационных полей разной силы и при движении с большой скоростью время течет неоднородно. Чем больше гравитация и быстрее движется объект, тем сильнее оно "растягивается". Из-за этого в окрестностях горизонта событий черных дыр или при разгоне до околосветовых скоростей время практически останавливается.

Ученые неоднократно подтверждали это в ходе наблюдений за далекими объектами и экспериментов на орбите Земли, поэтому они не сомневаются, что этот эффект существует. Однако пока не понятно, как это явление действует в микромире, поведением компонентов которого управляют законы квантовой физики, которые не совместимы с теорией относительности во всех ее мыслимых интерпретациях.

Новое исследование Шедиви и его коллег может помочь проверить это. Они разработали систему оптической связи для строящегося в Австралии SKA – самого крупного радиотелескопа в мире.

Как правило, для объединения компонентов оптических и радиоволновых телескопов ученые используют оптоволокно, однако в случае со SKA сделать это проблематично из-за его размеров. Поэтому физики пытаются заменить оптоволокно лазерными излучателями и приемниками, сигнал между которыми передается "по воздуху". Однако из-за того, что атмосфера Земли постоянно движется, на пути лазерного луча возникают помехи. Поэтому передавать информацию на большие расстояния таким образом нельзя. Созданию компактных и быстрых систем оптической связи со спутниками на околоземной орбите мешают те же обстоятельства.

Шедиви и его коллеги решили эту проблему. Они создали систему активной стабилизации лазерного луча, которая подавляет действие турбулентности воздуха на сигнал, корректируя положение зеркал и других оптических компонентов принимающей и передающей установки.

Эту систему ученые проверили на крышах зданий французского Национального центра космических исследований. Они находятся на расстоянии 265 метров друг от друга и при этом соединены высококачественной подземной оптоволоконной линией связи длиной в 780 метров. Собрав компактный набор излучателей и приемников лазерного излучения, пригодных для установки на спутник связи, физики подключили их к этой линии и сравнили качество передачи сигнала через подземную и воздушную линии.

Оказалось, что система активной стабилизации лазерного луча полностью справилась с турбулентностью, защитив передаваемый сигнал от помех и сделав его неотличимым от сигнала, который передавался через оптоволокно. Благодаря этому подобные установки можно будет использовать не только для высокоскоростного обмена информацией между компонентами SKA или между самолетами, спутниками и наземными станциями связи, но и для решения других задач.

В частности, системы стабилизации луча позволят очень точно измерить, как гравитация растягивает вырабатываемые волны от лазера, благодаря чему можно будет изучить природу эйнштейновского замедления времени. Также эта система может помочь в поисках темной материи и в оценке того, как время влияет на значение постоянной тонкой структуры и ряда других важнейших фундаментальных констант.

Источник: tass.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Войти с помощью: 
Please enter your comment!
Please enter your name here

один + 13 =