Una señal láser récord puede probar a Einstein con el mayor rigor
Un récord mundial de transmisión más estable de una señal láser a través de la atmósfera puede ser aprovechado para poner a prueba de forma precisa la teoría de la Relatividad General de Einstein.
En un estudio publicado en la revista Nature Communications, investigadores australianos Centro Internacional de Investigación en Radioastronomía (ICRAR) y la Universidad de Australia Occidental (UWA) se asociaron con investigadores del Centro Nacional Francés de Estudios Espaciales (CNES) y el laboratorio de metrología francés Systèmes de Référence Temps-Espace (SYRTE) en el Observatorio de París.
El equipo estableció el récord mundial de transmisión láser más estable al combinar la tecnología de estabilización de fase de los australianos con terminales ópticos autoguiados avanzados. Juntas, estas tecnologías permitieron enviar señales láser de un punto a otro sin interferencia de la atmósfera.
SIN INTERFERENCIA ATMOSFÉRICA
El autor principal, Benjamin Dix-Matthews, estudiante de doctorado e ICRAR y UWA, dijo que la técnica elimina efectivamente la turbulencia atmosférica. "Podemos corregir la turbulencia atmosférica en 3-D, es decir, izquierda-derecha, arriba-abajo y, críticamente, a lo largo de la línea de vuelo", dijo. "Es como si la atmósfera en movimiento hubiera sido eliminada y no existiera. Nos permite enviar señales láser altamente estables a través de la atmósfera mientras se conserva la calidad de la señal original".
El resultado es el método más preciso del mundo para comparar el flujo de tiempo entre dos ubicaciones separadas utilizando un sistema láser transmitido a través de la atmósfera.
El investigador principal de ICRAR-UWA, el doctor Sascha Schediwy, dijo que la investigación tiene aplicaciones interesantes. "Si tiene uno de estos terminales ópticos en tierra y otro en un satélite en el espacio, entonces puede comenzar a explorar la física fundamental", dijo. "Todo, desde probar la teoría de la relatividad general de Einstein con más precisión que nunca, hasta descubrir si las constantes físicas fundamentales cambian con el tiempo".
Las mediciones precisas de la tecnología también tienen usos prácticos en ciencias de la tierra y geofísica. "Por ejemplo, esta tecnología podría mejorar los estudios basados en satélites de cómo cambia el nivel freático con el tiempo, o para buscar depósitos de mineral bajo tierra", dijo Schediwy.
Existen más beneficios potenciales para las comunicaciones ópticas, un campo emergente que utiliza la luz para transportar información. Las comunicaciones ópticas pueden transmitir datos de forma segura entre satélites y la Tierra con velocidades de datos mucho más altas que las comunicaciones de radio actuales.
"Nuestra tecnología podría ayudarnos a aumentar la velocidad de datos de los satélites a tierra en órdenes de magnitud", dijo Schediwy. "La próxima generación de satélites de recopilación de datos masivos podría llevar información crítica al suelo más rápido".
La tecnología de estabilización de fase detrás del enlace récord se desarrolló originalmente para sincronizar las señales entrantes para el telescopio Square Kilometer Array. El telescopio se construirá en Australia Occidental y Sudáfrica a partir de 2021.