Forskare från International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) och University of Western Australia (UWA) har satt ett världsrekord för den mest stabila överföringen av en lasersignal genom atmosfären.

I en studie publicerad i dag i tidskriften Naturkommunikation , Australiska forskare slog sig ihop med forskare från det franska nationella centret för rymdstudier (CNES) och det franska metrologilabbet Systèmes de Référence Temps-Espace (SYRTE) vid Paris Observatory.

Teamet satte världsrekord för den mest stabila laseröverföringen genom att kombinera australiensarnas fasstabiliseringsteknik med avancerade självstyrande optiska terminaler. Tillsammans, dessa tekniker gjorde det möjligt för lasersignaler att skickas från en punkt till en annan utan störningar från atmosfären.

Huvudförfattare Benjamin Dix-Matthews, en doktorsexamen student vid ICRAR och UWA, sade tekniken effektivt eliminerar atmosfärisk turbulens. "Vi kan korrigera för atmosfärisk turbulens i 3D, det är, vänster höger, upp och ner och, kritiskt, längs flyglinjen, " sa han. "Det är som om den rörliga atmosfären har tagits bort och inte existerar. Det tillåter oss att skicka mycket stabila lasersignaler genom atmosfären samtidigt som vi behåller kvaliteten på den ursprungliga signalen."

Resultatet är världens mest exakta metod för att jämföra tidsflödet mellan två separata platser med hjälp av ett lasersystem som överförs genom atmosfären.

ICRAR-UWA seniorforskare Dr Sascha Schediwy sa att forskningen har spännande tillämpningar. "Om du har en av dessa optiska terminaler på marken och en annan på en satellit i rymden, sedan kan du börja utforska grundläggande fysik, ", sa han. "Allt från att testa Einsteins allmänna relativitetsteori mer exakt än någonsin tidigare, att upptäcka om grundläggande fysiska konstanter förändras över tiden."

Teknikens exakta mätningar har även praktiska användningsområden inom geovetenskap och geofysik. "Till exempel, denna teknik kan förbättra satellitbaserade studier av hur grundvattenytan förändras över tiden, eller att leta efter malmfyndigheter under jorden, " sa Dr Schediwy.

Det finns ytterligare potentiella fördelar för optisk kommunikation, ett framväxande fält som använder ljus för att bära information. Optisk kommunikation kan säkert överföra data mellan satelliter och jorden med mycket högre datahastigheter än nuvarande radiokommunikation.

"Vår teknik kan hjälpa oss att öka datahastigheten från satelliter till marken i storleksordningar, "Dr. Schediwy sa. "Nästa generation av stora datainsamlingssatelliter skulle kunna få kritisk information till marken snabbare."

Fasstabiliseringstekniken bakom den rekordartade länken utvecklades ursprungligen för att synkronisera inkommande signaler för Square Kilometer Array-teleskopet. Teleskopet för flera miljarder dollar kommer att byggas i västra Australien och Sydafrika från 2021.