Wetenschappers van het International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) en de University of Western Australia (UWA) hebben een wereldrecord gevestigd voor de meest stabiele transmissie van een lasersignaal door de atmosfeer.

In een onderzoek dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd: Natuurcommunicatie , Australische onderzoekers werkten samen met onderzoekers van het Franse Nationale Centrum voor Ruimtestudies (CNES) en het Franse metrologielab Systèmes de Référence Temps-Espace (SYRTE) van het Observatorium van Parijs.

Het team vestigde het wereldrecord voor de meest stabiele lasertransmissie door de fasestabilisatietechnologie van de Aussies te combineren met geavanceerde zelfsturende optische terminals. Samen, deze technologieën maakten het mogelijk lasersignalen van het ene punt naar het andere te sturen zonder interferentie van de atmosfeer.

Hoofdauteur Benjamin Dix-Matthews, een doctoraat student aan ICRAR en UWA, zei dat de techniek atmosferische turbulentie effectief elimineert. "We kunnen atmosferische turbulentie corrigeren in 3D, dat is, links rechts, op en neer en, kritisch, langs de lijn van de vlucht, " zei hij. "Het is alsof de bewegende atmosfeer is verwijderd en niet bestaat. Het stelt ons in staat om zeer stabiele lasersignalen door de atmosfeer te sturen met behoud van de kwaliteit van het originele signaal."

Het resultaat is 's werelds meest nauwkeurige methode om de tijdsstroom tussen twee afzonderlijke locaties te vergelijken met behulp van een lasersysteem dat door de atmosfeer wordt uitgezonden.

ICRAR-UWA senior onderzoeker Dr. Sascha Schediwy zei dat het onderzoek opwindende toepassingen heeft. "Als je een van deze optische terminals op de grond hebt en een andere op een satelliet in de ruimte, dan kun je beginnen met het verkennen van fundamentele natuurkunde, " zei hij. "Alles van het testen van Einsteins algemene relativiteitstheorie, nauwkeuriger dan ooit tevoren, om te ontdekken of fundamentele fysieke constanten in de loop van de tijd veranderen."

De precieze metingen van de technologie hebben ook praktische toepassingen in aardwetenschappen en geofysica. "Bijvoorbeeld, deze technologie zou op satelliet gebaseerde studies kunnen verbeteren over hoe de grondwaterspiegel in de loop van de tijd verandert, of om ondergronds te zoeken naar ertsafzettingen, "Zei Dr. Schediwy.

Er zijn nog meer potentiële voordelen voor optische communicatie, een opkomend veld dat licht gebruikt om informatie te dragen. Optische communicatie kan veilig gegevens tussen satellieten en de aarde verzenden met veel hogere datasnelheden dan de huidige radiocommunicatie.

"Onze technologie zou ons kunnen helpen de datasnelheid van satellieten naar de grond met orden van grootte te verhogen, "Zei Dr. Schediwy. "De volgende generatie satellieten voor het verzamelen van grote gegevens zou in staat zijn om kritieke informatie sneller op de grond te krijgen."

De fasestabilisatietechnologie achter de recordbrekende link is oorspronkelijk ontwikkeld om binnenkomende signalen voor de Square Kilometre Array-telescoop te synchroniseren. De miljarden telescoop zal vanaf 2021 worden gebouwd in West-Australië en Zuid-Afrika.