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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Хор морских ежей 09.12.2008 Новозеландские океанологи, изучая звуки океана, обратили внимание на то, что с каменистых рифов сразу после захода и перед восходом Солнца доносится какой-то шум, причем в это время он в сто раз громче, чем днем или ночью. Оказалось, что звук создают морские ежи, соскребая с камней нарост водорослей. Днем они прячутся от хищников в расщелинах скал, а с наступлением темноты выходят и начинают скрести зубами (их у каждого ежа пять) свою пищу. Насытившись, они прекращают это занятие, а перед рассветом снова выходят на скалы чтобы поужинать перед дневным сном.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026