Команда ученых из Массачусетского технологического института (MIT) создала самый чистый лазер в мире.
Устройство, созданное для того, чтобы быть достаточно портативным для использования в космосе, генерирует луч лазерного излучения, который меняется меньше со временем, чем любой другой лазер, когда-либо созданный. При нормальных обстоятельствах изменения температуры и другие факторы окружающей среды вызывают колебания лазерных лучей между длинами волн. Исследователи называют это покачивание «шириной линии» и измеряют его в герцах или циклах в секунду. Другие высокопроизводительные лазеры обычно достигают ширины линии от 1000 до 10000 Гц. Этот лазер имеет ширину линии всего 20 герц.
Чтобы достичь такой исключительной чистоты, исследователи использовали 6,6 фута (2 метра) оптических волокон, которые, как уже было известно, производили лазерное излучение с очень малой шириной линии. И затем они еще больше увеличили ширину линии, позволив лазеру постоянно проверять его текущую длину волны по сравнению с его прошлой длиной волны и исправлять любые ошибки, которые возникали.
Исследователи считают, что это большое дело, поскольку большая ширина линии является одним из источников ошибок в точных приборах, использующих пучки лазерного света. Атомные часы или детектор гравитационных волн с лазером с высокой шириной линии не могут генерировать такой же хороший сигнал, как версия с низкой шириной, запутывая данные, которые производит устройство.
В статье, опубликованной сегодня (31 января) в журнале Optica, исследователи написали, что их лазерное устройство уже «компактно» и «портативно». Но они пытаются миниатюризировать это дальше, говорится в заявлении.
Одно возможное использование они воображают? Гравитационно-волновые детекторы, основанные в космосе.
Детекторы гравитационных волн ощущают влияние массивных отдаленных событий на пространство-время. Например, когда две черные дыры сталкиваются, результирующая ударная волна вызывает колебания пространства, словно лужа воды, пораженная камнем. Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) впервые обнаружила эту рябь в 2015 году в рамках эксперимента, удостоенного Нобелевской премии, который основывался на тщательном мониторинге лазерных лучей. Когда эти лучи изменили форму, это было свидетельством того, что само пространство-время было нарушено.
Исследователи планируют создать на орбите большие, более точные детекторы гравитационных волн. И эти ученые из Массачусетского технологического института считают, что их лазеры идеально подходят для этой задачи.
