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科學研究：破紀錄的激光鏈路可以檢驗愛因斯坦的理論
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科學研究：破紀錄的激光鏈路可以檢驗愛因斯坦的理論
西澳大利亞大學屋頂的天文觀測台（圖片來源：國際射電天文學研究中心（ICRAR））
來自國際射電天文學研究中心（ICRAR）和西澳大學（UWA）的科學家們創造了在大氣層中傳輸最穩定的激光信號，打破了早前的世界紀錄。
在今日發表在《自然·通訊》雜誌上的一項研究中，澳大利亞研究人員與法國國家空間研究中心（CNES）和巴黎天文台法國計量實驗室係統參考空間（SYRTE）的研究人員合作。
該團隊將澳大利亞的相位穩定技術與先進的自導向光學終端相結合，創造了世界上最穩定的激光傳輸記錄。這些技術結合在一起，使得激光信號從一個點發送到另一個點時不受大氣的幹擾。
第一作者Benjamin Dix-Matthews是ICRAR和UWA的博士生，他稱這項技術有效地消除了大氣湍流。“我們可以在3D場景中上下左右地校正大氣湍流，操作的關鍵是要沿著激光的飛行路線，”他說，“這就好像移動的大氣層被移除、不存在了一樣。這允許我們通過大氣發送高度穩定的激光信號，同時保持原始信號的質量。”
若想通過大氣傳輸的激光係統來比較兩個不同地點之間的時間流動，這項技術世界上最精確的。
圖盧茲法國國際原子能機構（CNES）校區的一棟建築的屋頂上，望遠鏡支架上的一個自導向光學終端（圖片來源：ICRAR/UWA）
ICRAR-UWA高級研究員Sascha Schediwy博士表示，這項研究具有令人興奮的應用前景。他說： “如果你在地麵上安裝一個光學終端，在太空中的衛星上安裝另一個，那麽你就可以開始探索基礎物理學了。”
“從比以往任何時候都更能精確地檢驗愛因斯坦的廣義相對論，到發現基本物理常數是否會隨著時間變化。”這項精確技術的在地球科學和地球物理學中也有實際用途。“例如，這項技術可以改進基於衛星的地下水位如何隨時間變化的研究，或者用於尋找地下礦藏，”Scheiwy博士說。
光通信是一個利用光來傳送信息的新興領域，其潛在好處還有很多。光通信可以在衛星和地球之間安全地傳輸數據，其數據傳輸速率比目前的無線電通信要高得多。
圖片來源：Pixabay
“我們的技術可以幫助我們將衛星到地麵的數據傳輸速率提高幾個數量級，” Schediwy博士說，“下一代大數據收集衛星將能夠更快地將關鍵信息傳送到地麵。”
在這一破紀錄鏈路的背後是相位穩定技術，該技術最初是為了同步平方公裏陣列射電望遠鏡的輸入信號而開發的。這台耗資數十億美元的望遠鏡將於2021年在西澳大利亞和南非建造。
翻譯：顧瑀鳴
審校：黃薇
引進鏈接：國際射電天文學研究中心
引進鏈接：https://phys.org/news/2021-01-record-breaking-laser-link-einstein-theory.html
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來自國際射電天文學研究中心（ICRAR）和西澳大學（UWA）的科學家們創造了在大氣層中傳輸最穩定的激光信號，打破了早前的世界紀錄。
在今日發表在《自然·通訊》雜誌上的一項研究中，澳大利亞研究人員與法國國家空間研究中心（CNES）和巴黎天文台法國計量實驗室係統參考空間（SYRTE）的研究人員合作。
該團隊將澳大利亞的相位穩定技術與先進的自導向光學終端相結合，創造了世界上最穩定的激光傳輸記錄。這些技術結合在一起，使得激光信號從一個點發送到另一個點時不受大氣的幹擾。
第一作者Benjamin Dix-Matthews是ICRAR和UWA的博士生，他稱這項技術有效地消除了大氣湍流。“我們可以在3D場景中上下左右地校正大氣湍流，操作的關鍵是要沿著激光的飛行路線，”他說，“這就好像移動的大氣層被移除、不存在了一樣。這允許我們通過大氣發送高度穩定的激光信號，同時保持原始信號的質量。”
若想通過大氣傳輸的激光係統來比較兩個不同地點之間的時間流動，這項技術世界上最精確的。
圖盧茲法國國際原子能機構（CNES）校區的一棟建築的屋頂上，望遠鏡支架上的一個自導向光學終端（圖片來源：ICRAR/UWA）
ICRAR-UWA高級研究員Sascha Schediwy博士表示，這項研究具有令人興奮的應用前景。他說： “如果你在地麵上安裝一個光學終端，在太空中的衛星上安裝另一個，那麽你就可以開始探索基礎物理學了。”
“從比以往任何時候都更能精確地檢驗愛因斯坦的廣義相對論，到發現基本物理常數是否會隨著時間變化。”這項精確技術的在地球科學和地球物理學中也有實際用途。“例如，這項技術可以改進基於衛星的地下水位如何隨時間變化的研究，或者用於尋找地下礦藏，”Scheiwy博士說。
光通信是一個利用光來傳送信息的新興領域，其潛在好處還有很多。光通信可以在衛星和地球之間安全地傳輸數據，其數據傳輸速率比目前的無線電通信要高得多。
圖片來源：Pixabay
“我們的技術可以幫助我們將衛星到地麵的數據傳輸速率提高幾個數量級，” Schediwy博士說，“下一代大數據收集衛星將能夠更快地將關鍵信息傳送到地麵。”
在這一破紀錄鏈路的背後是相位穩定技術，該技術最初是為了同步平方公裏陣列射電望遠鏡的輸入信號而開發的。這台耗資數十億美元的望遠鏡將於2021年在西澳大利亞和南非建造。
翻譯：顧瑀鳴
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