?建筑物頂部的一個(gè)自導(dǎo)向光學(xué)終端。圖片來源：ICRAR/UWA

近日，國際射電天文學(xué)研究中心（ICRAR）和西澳大利亞大學(xué)（UWA）的研究人員創(chuàng)造了在大氣層中最穩(wěn)定傳輸激光信號(hào)的世界紀(jì)錄。相關(guān)論文發(fā)表于《自然—通訊》。

該團(tuán)隊(duì)將澳大利亞的“相位穩(wěn)定”技術(shù)與先進(jìn)的自導(dǎo)向光學(xué)終端相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了世界上最穩(wěn)定的激光傳輸。換句話說，這些技術(shù)允許激光信號(hào)從一個(gè)點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)點(diǎn)，而不會(huì)受到大氣的干擾。

該論文主要作者、ICRAR和UWA的博士生Benjamin Dix-Matthews表示，這種技術(shù)有效地消除了大氣湍流。“我們可以在3D模型中校正大氣湍流，即調(diào)整期左右、上下，更重要的是，保持沿著飛行路線。”他說。

“就好像移動(dòng)的大氣被移走了，不存在了?！盌ix-Matthews說，“它允許我們通過大氣發(fā)送高穩(wěn)定的激光信號(hào)，同時(shí)保持原始信號(hào)的質(zhì)量?！?/p>

這一結(jié)果是世界上最精確的方法，可以用一個(gè)通過大氣傳輸?shù)募す庀到y(tǒng)比較兩個(gè)不同地點(diǎn)之間的時(shí)間流動(dòng)。ICRAR-UWA高級(jí)研究員Sascha Schediwy說，這項(xiàng)研究有令人興奮的應(yīng)用。

“如果你在地面上安裝一個(gè)光學(xué)終端，在太空中的衛(wèi)星上也安裝一個(gè)，那么你就可以開始探索基礎(chǔ)物理理論了?！盨chediwy說，“人們能比以往任何時(shí)候都更精確地檢驗(yàn)愛因斯坦的廣義相對論，或者發(fā)現(xiàn)基本物理常數(shù)是否隨著時(shí)間而變化?！边@項(xiàng)技術(shù)的精確測量能力在地球科學(xué)和地球物理學(xué)中也有實(shí)際用途。

“例如，這項(xiàng)技術(shù)可以改進(jìn)地下水位如何隨時(shí)間變化的衛(wèi)星研究，或?qū)ふ业叵碌V藏?！盨chediwy說。光通信是一個(gè)利用光來傳送信息的新興領(lǐng)域，它還有更多潛在的好處。

光通信可以安全地在衛(wèi)星和地球之間傳輸數(shù)據(jù)，其速率比目前的無線電通信要高得多。Schediwy說：“該技術(shù)可以幫助我們將衛(wèi)星到地面的數(shù)據(jù)傳輸速率提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。下一代大型數(shù)據(jù)收集衛(wèi)星將能更快地將關(guān)鍵信息傳送到地面?！痹摷夹g(shù)背后的相位穩(wěn)定技術(shù)最初是為平方公里陣列望遠(yuǎn)鏡同步傳入信號(hào)而開發(fā)的。這個(gè)耗資數(shù)十億美元的望遠(yuǎn)鏡將于2021年在西澳大利亞和南非建造。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-20591-5

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