Cientistas do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia (ICRAR) e da Universidade da Austrália Ocidental (UWA) estabeleceram um recorde mundial para a transmissão mais estável de um sinal de laser através da atmosfera.
Em um estudo publicado na revista Nature Communications, pesquisadores australianos se uniram a pesquisadores do Centro Nacional Francês de Estudos Espaciais (CNES) e do laboratório de metrologia francês Systèmes de Référence Temps-Espace (SYRTE) no Observatório de Paris.
A equipe estabeleceu o recorde mundial para a transmissão de laser mais estável, combinando a tecnologia de estabilização de fase dos australianos com terminais ópticos autoguiados avançados. Juntas, essas tecnologias permitiram que os sinais de laser fossem enviados de um ponto a outro sem interferência da atmosfera.
O autor principal Benjamin Dix-Matthews, um Ph.D. do ICRAR e UWA, disse que a técnica elimina efetivamente a turbulência atmosférica. “Podemos corrigir a turbulência atmosférica em 3-D, ou seja, esquerda-direita, cima-baixo e, criticamente, ao longo da linha de vôo”, disse ele. “É como se a atmosfera em movimento tivesse sido removida e não existisse. Isso nos permite enviar sinais de laser altamente estáveis através da atmosfera, mantendo a qualidade do sinal original.”
O resultado é o método mais preciso do mundo para comparar o fluxo de tempo entre dois locais separados usando um sistema de laser transmitido pela atmosfera.
O pesquisador sênior do ICRAR-UWA, Dr. Sascha Schediwy, disse que a pesquisa tem aplicações interessantes. “Se você tem um desses terminais ópticos no solo e outro em um satélite no espaço, pode começar a explorar a física fundamental”, disse ele. “Tudo, desde testar a teoria da relatividade geral de Einstein com mais precisão do que nunca, até descobrir se as constantes físicas fundamentais mudam com o tempo.”
As medições precisas da tecnologia também têm usos práticos em ciências da terra e geofísica. “Por exemplo, esta tecnologia pode melhorar os estudos baseados em satélite de como o lençol freático muda com o tempo, ou para procurar depósitos de minério no subsolo”, disse Schediwy.
Existem outros benefícios potenciais para as comunicações ópticas, um campo emergente que usa a luz para transportar informações. As comunicações ópticas podem transmitir dados com segurança entre os satélites e a Terra com taxas de dados muito mais altas do que as comunicações de rádio atuais.
“Nossa tecnologia pode nos ajudar a aumentar a taxa de dados de satélites para o solo em ordens de magnitude”, disse Schediwy. “A próxima geração de satélites de coleta de big data seria capaz de colocar informações críticas no solo mais rapidamente.”
A tecnologia de estabilização de fase por trás do link de quebra de recorde foi originalmente desenvolvida para sincronizar os sinais de entrada para o telescópio Square Kilometer Array. O telescópio multibilionário deve ser construído na Austrália Ocidental e na África do Sul a partir de 2021.
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