Laser mit Rekordstabilität

06.02.2022

Die Wissenschaftler hinter dem BACON-Projekt (Boulder Atomic Clock Optical Network) bauen ein globales Netzwerk miteinander verbundener Atomuhren auf und testeten kürzlich ein neues Lasersystem, das den bisher höchsten Stabilitätsrekord erreicht hat. Durch den Einsatz einer Reihe von Innovationen und technischen Lösungen konnte der Strahl dieses Lasersystems seine Stabilität beibehalten und eine Strecke von 2,4 Kilometern im Freien zurücklegen. Die Wellenlängen-, Phasen- und Amplitudenstabilität dieses Lasersystems ist mindestens 100-mal höher als bei ähnlichen Systemen, die zuvor gebaut wurden, und 1000-mal höher als die Stabilität der Atomuhr selbst, die mit einer solchen Laserkommunikation verbunden und synchronisiert wird.

Wenn die Schaffung eines globalen Netzwerks von Atomuhren letztendlich erfolgreich ist, wird es Wissenschaftlern ein hochpräzises Werkzeug an die Hand geben, um einige der grundlegenden Gesetze der Physik zu testen, dunkle Materie zu untersuchen, hochpräzise Navigationssysteme zu entwickeln und so weiter. Eine der Bedingungen, um dies zu schaffen, ist das Vorhandensein einer Laserkommunikation, die in der Lage ist, eine Uhrensynchronisation bereitzustellen, d.h. Die Stabilität dieser Bindung muss viel höher sein als die einer Atomuhr. Außerdem muss eine solche Verbindung unter freiem Himmel funktionieren, was an sich schon eine ziemlich schwierige Aufgabe ist.

Bei den Experimenten „schossen“ die Wissenschaftler einen Laserstrahl auf einen 1.2 Kilometer entfernten Reflektor und analysierten die Parameter des zur Quelle zurückkehrenden Lichts. Die höchsten Stabilitätsindikatoren wurden 5 Minuten lang aufrechterhalten, wonach eine zusätzliche Anpassung und Neukalibrierung des Systems erforderlich war. Fünf Minuten sind jedoch ein ausreichend langer Zeitraum, in dem Tausende und sogar Millionen hochgenauer Messungen durchgeführt werden können.

Die Distanz von 2,4 Kilometern für das Experiment wurde nicht zufällig gewählt. Berechnungen zufolge entspricht die Menge atmosphärischer Störungen und Turbulenzen in einer solchen Entfernung nahe der Erdoberfläche der Menge, die auf einen von der Oberfläche in die niedrige Erdumlaufbahn gerichteten Laserstrahl einwirken wird, weil sich die Luft in den höheren Schichten der Atmosphäre befindet dünner und hat einen "ruhigeren Charakter". Und neue Methoden zur Rauschunterdrückung, zur Kontrolle der Wärmeausdehnung und zur Regulierung der Position des Reflektors ermöglichten es, die Stabilität des Laserstrahls aufrechtzuerhalten, der durch die "Taschen" aus oszillierender Luft strömt.

Ein weiterer Faktor, der zur Verbesserung der Stabilität beitrug, war die Verwendung eines Lasers, der einen kontinuierlichen Lichtstrahl emittiert, anstelle eines gepulsten Lasers. Diese beiden Laserarten haben ihre Vor- und Nachteile in unterschiedlichen Anwendungen, aber wie die Praxis gezeigt hat, kann ein kontinuierlicher Laser immer noch eine bessere Stabilität bieten und mehr Informationen pro Zeiteinheit übertragen.

<< Zurück: Unsichtbare QR-Codes 06.02.2022

>> Weiter: Quanten-Apokalypse 05.02.2022

Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv Ultraschalltherapie bei Schmerzen 01.03.2024 Forscher der Virginia Tech School of Medicine (USA) haben eine neue Methode zur Bekämpfung körperlicher Schmerzen eingeführt, die auf dem Einsatz von Ultraschall basiert. Der Kern der Methode ist die gezielte Einwirkung dichter Ultraschallwellen auf die Insula – den Bereich im Gehirn, der für die Verarbeitung von Schmerzsignalen verantwortlich ist. Die Wirksamkeit der Methode wurde an 23 gesunden Freiwilligen mit Schmerzen nachgewiesen: Die Schmerzen wurden zwar nicht vollständig, aber deutlich reduziert. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die Ultraschallstimulation der Insula die Herzfrequenzvariabilität erhöht, was zur Verbesserung des Wohlbefindens des Patienten beitragen kann. Wissenschaftler planen, die Methode weiterzuentwickeln, da sie eine wirksame Alternative zu Medikamenten zur Schmerzlinderung darstellt und die Lebensqualität von Menschen mit chronischen Schmerzen deutlich verbessern kann. Die Ultraschalltherapie eröffnet neue Perspektiven auf dem Gebiet der Linderung körperlicher Schmerzen ohne den Einsatz von Medikamenten. Ihre Wirksamkeit in der Praxis zeigt das Potenzial dieser Methode als wichtiges Instrument zur Verbesserung der Lebensqualität von Menschen mit chronischen Schmerzen.

Voll sehen Archiv für Wissenschafts- und Technologienachrichten, neue Elektronik

Alle Sprachen dieser Seite

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen

www.diagramm.com.ua
2000-2024