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科学研究：破纪录的激光链路可以检验爱因斯坦的理论
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科学研究：破纪录的激光链路可以检验爱因斯坦的理论
西澳大利亚大学屋顶的天文观测台（图片来源：国际射电天文学研究中心（ICRAR））
来自国际射电天文学研究中心（ICRAR）和西澳大学（UWA）的科学家们创造了在大气层中传输最稳定的激光信号，打破了早前的世界纪录。
在今日发表在《自然·通讯》杂志上的一项研究中，澳大利亚研究人员与法国国家空间研究中心（CNES）和巴黎天文台法国计量实验室系统参考空间（SYRTE）的研究人员合作。
该团队将澳大利亚的相位稳定技术与先进的自导向光学终端相结合，创造了世界上最稳定的激光传输记录。这些技术结合在一起，使得激光信号从一个点发送到另一个点时不受大气的干扰。
第一作者Benjamin Dix-Matthews是ICRAR和UWA的博士生，他称这项技术有效地消除了大气湍流。“我们可以在3D场景中上下左右地校正大气湍流，操作的关键是要沿着激光的飞行路线，”他说，“这就好像移动的大气层被移除、不存在了一样。这允许我们通过大气发送高度稳定的激光信号，同时保持原始信号的质量。”
若想通过大气传输的激光系统来比较两个不同地点之间的时间流动，这项技术世界上最精确的。
图卢兹法国国际原子能机构（CNES）校区的一栋建筑的屋顶上，望远镜支架上的一个自导向光学终端（图片来源：ICRAR/UWA）
ICRAR-UWA高级研究员Sascha Schediwy博士表示，这项研究具有令人兴奋的应用前景。他说： “如果你在地面上安装一个光学终端，在太空中的卫星上安装另一个，那么你就可以开始探索基础物理学了。”
“从比以往任何时候都更能精确地检验爱因斯坦的广义相对论，到发现基本物理常数是否会随着时间变化。”这项精确技术的在地球科学和地球物理学中也有实际用途。“例如，这项技术可以改进基于卫星的地下水位如何随时间变化的研究，或者用于寻找地下矿藏，”Scheiwy博士说。
光通信是一个利用光来传送信息的新兴领域，其潜在好处还有很多。光通信可以在卫星和地球之间安全地传输数据，其数据传输速率比目前的无线电通信要高得多。
图片来源：Pixabay
“我们的技术可以帮助我们将卫星到地面的数据传输速率提高几个数量级，” Schediwy博士说，“下一代大数据收集卫星将能够更快地将关键信息传送到地面。”
在这一破纪录链路的背后是相位稳定技术，该技术最初是为了同步平方公里阵列射电望远镜的输入信号而开发的。这台耗资数十亿美元的望远镜将于2021年在西澳大利亚和南非建造。
翻译：顾瑀鸣
审校：黄薇
引进链接：国际射电天文学研究中心
引进链接：https://phys.org/news/2021-01-record-breaking-laser-link-einstein-theory.html
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西澳大利亚大学屋顶的天文观测台（图片来源：国际射电天文学研究中心（ICRAR））
来自国际射电天文学研究中心（ICRAR）和西澳大学（UWA）的科学家们创造了在大气层中传输最稳定的激光信号，打破了早前的世界纪录。
在今日发表在《自然·通讯》杂志上的一项研究中，澳大利亚研究人员与法国国家空间研究中心（CNES）和巴黎天文台法国计量实验室系统参考空间（SYRTE）的研究人员合作。
该团队将澳大利亚的相位稳定技术与先进的自导向光学终端相结合，创造了世界上最稳定的激光传输记录。这些技术结合在一起，使得激光信号从一个点发送到另一个点时不受大气的干扰。
第一作者Benjamin Dix-Matthews是ICRAR和UWA的博士生，他称这项技术有效地消除了大气湍流。“我们可以在3D场景中上下左右地校正大气湍流，操作的关键是要沿着激光的飞行路线，”他说，“这就好像移动的大气层被移除、不存在了一样。这允许我们通过大气发送高度稳定的激光信号，同时保持原始信号的质量。”
若想通过大气传输的激光系统来比较两个不同地点之间的时间流动，这项技术世界上最精确的。
图卢兹法国国际原子能机构（CNES）校区的一栋建筑的屋顶上，望远镜支架上的一个自导向光学终端（图片来源：ICRAR/UWA）
ICRAR-UWA高级研究员Sascha Schediwy博士表示，这项研究具有令人兴奋的应用前景。他说： “如果你在地面上安装一个光学终端，在太空中的卫星上安装另一个，那么你就可以开始探索基础物理学了。”
“从比以往任何时候都更能精确地检验爱因斯坦的广义相对论，到发现基本物理常数是否会随着时间变化。”这项精确技术的在地球科学和地球物理学中也有实际用途。“例如，这项技术可以改进基于卫星的地下水位如何随时间变化的研究，或者用于寻找地下矿藏，”Scheiwy博士说。
光通信是一个利用光来传送信息的新兴领域，其潜在好处还有很多。光通信可以在卫星和地球之间安全地传输数据，其数据传输速率比目前的无线电通信要高得多。
图片来源：Pixabay
“我们的技术可以帮助我们将卫星到地面的数据传输速率提高几个数量级，” Schediwy博士说，“下一代大数据收集卫星将能够更快地将关键信息传送到地面。”
在这一破纪录链路的背后是相位稳定技术，该技术最初是为了同步平方公里阵列射电望远镜的输入信号而开发的。这台耗资数十亿美元的望远镜将于2021年在西澳大利亚和南非建造。
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