科学家创造了历史上最锐利的激光器。

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更锐利的激光意味着更高的精度。科学家们创造了激光锐利度的新纪录,他们制造出了线宽仅为10毫赫兹(0.01赫兹)的激光器。

线宽表示光谱的覆盖范围。我们尚未达到理想的激光,即只有一个波长(光子以相同频率传输)的激光。但我们已经比以往任何时候都更接近了。

德国国家计量研究院 (PTB) 的研究人员表示,这种新型激光器的用途之一是保持我们的时间标准。

物理学家托马斯·莱杰罗(Thomas Legero)解释说:“激光器的线宽越小,光学钟中原子频率的测定就越精确。这种新型激光器将使我们能够显著提高时钟的质量。”

经过近十年的努力,研究人员借助法布里-珀罗硅谐振器创造了这一新纪录。该装置通过位于双锥体内的两个相对放置的固定镜子来控制光的波长。

Bộ cộng hưởng silicon, chịu trách nhiệm tạo ra tia laser sắc nét nhất tính tới thời điểm hiện tại.
硅谐振器,负责产生迄今为止最清晰的激光束。

镜子之间的间隙长度,尤其是它们的稳定性,决定了激光的线宽。因此,科学家面临的挑战是尽可能保持这些镜子的稳定性。这意味着要消除压力变化、声波振动、地震波以及温度波动带来的干扰。

最后一项任务是最小化所有材料在有限温度下发生的原子热运动(布朗运动)。为此,谐振器由单晶硅制成,并冷却至-150摄氏度(-238华氏度)。

世界上最锐利的激光就是通过这种方式诞生的。研究人员表示,这种光波每秒振荡约200万亿次,在失去同步之前,可以稳定约11秒。这段时间足够光往返月球五次。

如果希望激光能够改善太空无线电通信,那么它们的传输距离将大大增加。PTB 有信心将线宽缩小到 1 毫赫兹以下。

Laser đang được dùng trong đồng hồ nguyên tử quang học.
激光正被用于光学原子钟。

目前,激光正被用于提高光学原子钟的质量,并以更高的精度测量超冷原子。未来,激光或许还能用于更精确地测量电磁辐射,甚至用于检验相对论。

该研究发表在《物理评论快报》上。

据Khoahoc.tv报道

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