科技日報(bào)記者 劉霞
澳大利亞科學(xué)家在最新一期《物理評論快報(bào)》雜志上撰文稱，其研發(fā)的激光系統(tǒng)創(chuàng)下了激光在大氣中穩(wěn)定傳輸距離的新紀(jì)錄——2.4公里，穩(wěn)定性為此前系統(tǒng)的100多倍。這一最新進(jìn)展有助于科學(xué)家構(gòu)建原子鐘，驗(yàn)證相對論等物理學(xué)原理，測試與暗物質(zhì)有關(guān)的理論以及幫助將探測器送入太空等。
最新研究中激光傳輸示意圖。 圖片來源：物理學(xué)家組織網(wǎng)
科學(xué)家們一直渴望增加激光信號傳輸?shù)木嚯x，但目前這項(xiàng)技術(shù)受到自然環(huán)境，比如風(fēng)等因素的限制。在本研究中，西澳大利亞大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)建造的這款新激光器，實(shí)現(xiàn)了在2.4公里距離穩(wěn)定傳輸信號，穩(wěn)定性是此前系統(tǒng)的100倍。而且，這一激光器比原子鐘還穩(wěn)定。
該團(tuán)隊(duì)使用了一系列方法來保持激光束穩(wěn)定傳輸，包括控制溫度、降低噪音、通過自動調(diào)整裝置固定設(shè)備等。在測試時(shí)，激光器從一棟建筑的五樓窗戶向1.2公里外的一個(gè)地點(diǎn)發(fā)射一束激光，遠(yuǎn)處的目標(biāo)由一個(gè)反射鏡組成，可以將激光束反射回激光源附近的設(shè)備。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，激光束穩(wěn)定地傳輸了大約5分鐘。
研究人員指出，一旦他們能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程穩(wěn)定發(fā)送激光信號，相關(guān)系統(tǒng)能被用于地面站和衛(wèi)星或軌道飛行器之間的通信。他們還想用這種方式將原子鐘連接起來，因?yàn)閷⒌厍虮砻娴臅r(shí)鐘與航天器上的時(shí)鐘連接起來，可以測試愛因斯坦的廣義相對論——太空中的時(shí)鐘應(yīng)該和地面上的時(shí)鐘運(yùn)行快慢不一致。
此外，穩(wěn)定的激光傳輸還可用來改進(jìn)將飛行器送入太空的技術(shù)，也可以創(chuàng)建一個(gè)非常大的原子鐘網(wǎng)絡(luò)，用于測試各種物理理論，包括與暗物質(zhì)性質(zhì)相關(guān)的理論。不過，研究人員也強(qiáng)調(diào)，此類激光系統(tǒng)必須不受風(fēng)速和溫度變化、云層湍流和地面運(yùn)動的影響，而且傳輸距離必須足夠遠(yuǎn)。
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