Лазер с рекордными показателями стабильности

06.02.2022

Ученые, которые в рамках проекта BACON (Boulder Atomic Clock Optical Network) занимаются созданием глобальной сети связанных между собой атомных часов, недавно провели испытания новой лазерной системы, продемонстрировавшей рекордно высокие показатели стабильности на сегодняшний день. За счет использования ряда новшеств и инженерных решений луч этой лазерной системы смог сохранить свою стабильность, пройдя расстояние в 2,4 километра по открытому воздуху. Показатели стабильности длины волны, фазы и амплитуды этой лазерной системы минимум в 100 раз превышают показатели подобных систем, созданных ранее, и в 1000 раз превышают показатели стабильности самих атомных часов, которые будут соединяться и синхронизироваться при помощи такой лазерной связи.

Если создание глобальной сети атомных часов в конце концов завершится успешно, это даст ученым в руки высокоточный инструмент для проверки некоторых фундаментальных законов физики, для изучения темной материи, для создания систем высокоточной навигации и т.п. Одним из условий создания такого является наличие лазерной связи, способной обеспечить синхронизацию часов, т.е. стабильность этой связи должна быть намного выше стабильности атомных часов. Более того, такая связь должна работать в условиях открытого воздуха, что само по себе является достаточно сложной задачей.

Во время экспериментов ученые "стреляли" лучом лазера в отражатель, установленный на расстоянии 1.2 километра, и анализировали параметры света, вернувшегося к источнику. Максимально высокие показатели стабильности сохранялись на протяжении 5 минут времени, после чего требовалась дополнительная корректировка и перекалибровка системы. Пять минут, однако, является остаточно большим промежутком времени, на протяжении которого можно выполнить тысячи и даже миллионы высокоточных измерений.

Расстояние в 2,4 километра для проведения эксперимента было выбрано далеко не случайно. Согласно расчетам, количество атмосферных возмущений и турбуленции на таком расстоянии у поверхности Земли соответствует количеству, которое будет действовать на лазерный луч, направленный с поверхности на низкую околоземную орбиту, ведь воздух в более высоких слоях атмосферы более разрежен и обладает более "спокойным характером". И новые методы шумоподавления, контроля температурных расширений и регулирования положения отражателя позволили сохранить стабильность лазерного луча, проходящего через "карманы" колеблющегося воздуха.

Еще одним фактором, повлиявшим на улучшение стабильности, стало использование не импульсного лазера, а лазера, излучающего непрерывный поток света. Лазеры этих двух типов имеют свои преимущества и недостатки в различных случаях, но, как показала практика, непрерывный лазер, все же, может обеспечить лучшую стабильность, плюс он способен передавать большее количество информации за единицу времени.

<< Назад: Невидимые QR-коды 06.02.2022

>> Вперед: Квантовый апокалипсис 05.02.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Умные стекла экономят энергию и снижают выбросы CO2 03.06.2021 На здания приходится 35-40 % потребления первичной энергии и более 30% выбросов CO2. Поэтому столь ценны разнообразные технологии по снижению энергопотребления и сокращению выбросов. Замена неэффективных зон остекления зданий может стать перспективным направлением. Ученые из Университета Касселя (Германия) разработали "умные" стекла. Новое интеллектуальное остекление основано на миллионах микрозеркал, невидимых невооруженным глазом. Они отражают поступающий свет в соответствии с действиями пользователя, положением солнца, сезонной изменчивостью, обеспечивая индивидуальное управление освещением внутри здания. Массив микрозеркал неуязвим для ветра, мытья окон и любых погодных условий, потому что он расположен в пространстве между оконными стеклами, заполненными инертным газом, таким как аргон или криптон. Окна обеспечивают бесплатное солнечное тепло зимой и предотвращают перегрев летом. Также ноу-хау, по мнению специалистов, гарантирует естественный дневной свет, экономию энергии до 35%, сокращение выбросов CO2 до 30 % и 10 % снижение выбросов от использования стали и бетона в многоэтажных зданиях. Помимо проблемы с расходом энергии, искусственное освещение также имеет последствия для здоровья человека. Различные исследования связывают его с недостаточной концентрацией внимания, высокой восприимчивостью к болезням, нарушением биоритмов и бессонницей. "Умное" стекло может снизить зависимость от искусственного освещения и оптимизировать естественное дневное. Сегодня современные системы интеллектуального остекления оптимизированы либо для зимы, либо для лета, а также не в состоянии обеспечить энергосберегающие характеристики круглый год. Потребовалась интеллектуальная автоматическая технология, способная реагировать на местный климат (в любое время дня и время года), использовать имеющийся солнечный свет, регулировать свет и температуру, а также экономить значительные объемы энергии. Исследовательские микрометрические массивы MEMS интегрированы в изоляционное остекление и управляются электронной системой управления. Ориентация зеркал контролируется напряжением между соответствующими электродами. Датчики движения в помещении определяют количество, положение и движение пользователей в помещении.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025