作者 |唐一塵

建築物頂部的一個自導向光學終端。圖片來源：ICRAR/UWA

近日，國際射電天文學研究中心（ICRAR）和西澳大利亞大學（UWA）的研究人員創造了在大氣層中最穩定傳輸激光信號的世界紀錄。相關論文發表於《自然—通訊》。

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，實現了世界上最穩定的激光傳輸。換句話說，這些技術允許激光信號從一個點發送到另一個點，而不會受到大氣的干擾。

該論文主要作者、ICRAR和UWA的博士生Benjamin Dix-Matthews表示，這種技術有效地消除了大氣湍流。“我們可以在3D模型中校正大氣湍流，即調整期左右、上下，更重要的是，保持沿着飛行路線。”他說。

“就好像移動的大氣被移走了，不存在了。”Dix-Matthews說，“它允許我們通過大氣發送高穩定的激光信號，同時保持原始信號的質量。”

這一結果是世界上最精確的方法，可以用一個通過大氣傳輸的激光系統比較兩個不同地點之間的時間流動。ICRAR-UWA高級研究員Sascha Schediwy說，這項研究有令人興奮的應用。

“如果你在地面上安裝一個光學終端，在太空中的衛星上也安裝一個，那麼你就可以開始探索基礎物理理論了。”Schediwy說，“人們能比以往任何時候都更精確地檢驗愛因斯坦的廣義相對論，或者發現基本物理常數是否隨着時間而變化。”這項技術的精確測量能力在地球科學和地球物理學中也有實際用途。

“例如，這項技術可以改進地下水位如何隨時間變化的衛星研究，或尋找地下礦藏。”Schediwy說。光通信是一個利用光來傳送信息的新興領域，它還有更多潛在的好處。

光通信可以安全地在衛星和地球之間傳輸數據，其速率比目前的無線電通信要高得多。Schediwy說：“該技術可以幫助我們將衛星到地面的數據傳輸速率提高几個數量級。下一代大型數據收集衛星將能更快地將關鍵信息傳送到地面。”該技術背後的相位穩定技術最初是爲平方公里陣列望遠鏡同步傳入信號而開發的。這個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。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-20591-5