قام فريق من العلماء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بعمل أنقى ليزر في العالم.
ينتج الجهاز ، الذي تم تصميمه ليكون محمولًا بما يكفي للاستخدام في الفضاء ، شعاعًا من ضوء الليزر الذي يتغير بمرور الوقت عن أي ليزر آخر تم إنشاؤه على الإطلاق. في ظل الظروف العادية ، تتسبب التغيرات في درجات الحرارة والعوامل البيئية الأخرى في اهتزاز أشعة الليزر بين الأطوال الموجية. يسمي الباحثون هذا التذبذب بـ "طول الخط" ويقيسونه بالهرتز ، أو بمعدل دورات في الثانية. عادةً ما تحقق أجهزة الليزر المتطورة الأخرى خطوط عرض تتراوح بين 1000 و 10000 هرتز. هذا الليزر لديه خط عرض 20 هرتز فقط.
لتحقيق هذا النقاء الشديد ، استخدم الباحثون 6.6 قدمًا (2 مترًا) من الألياف الضوئية التي كانت معروفة بالفعل لإنتاج ضوء الليزر مع عرض خطي منخفض جدًا. ثم قاموا بتحسين عرض الخط بشكل أكبر من خلال جعل الليزر يتحقق باستمرار من طول موجته الحالية مقابل طول موجته الماضية وتصحيح أي أخطاء ظهرت.
وقال الباحثون إن هذه مشكلة كبيرة لأن ارتفاع خطوط الطول هو أحد مصادر الخطأ في الأجهزة الدقيقة التي تعتمد على أشعة ضوء الليزر. لا يمكن للساعة الذرية أو كاشف الموجات التثاقلية باستخدام ليزر ذي خط عرض عالٍ أن تنتج إشارة جيدة مثل إصدار خط عرض منخفض ، مما يؤدي إلى تشويش البيانات التي ينتجها الجهاز.
وكتب الباحثون في بحث نُشر اليوم (31 يناير) في مجلة Optica أن جهاز الليزر الخاص بهم "صغير الحجم" و "محمول". وقالوا في بيان إنهم يحاولون تصغيرها أكثر.
استخدام واحد ممكن يتخيلونه؟ كواشف موجات الجاذبية الموجودة في الفضاء.
تستشعر كاشفات الموجات الجاذبية تأثير الأحداث الضخمة البعيدة على الزمكان. عندما يصطدم ثقبان أسودان ، على سبيل المثال ، تتسبب موجة الصدمة الناتجة في تموج الفضاء مثل بركة من الماء تصطدم بالحجر. اكتشف مرصد موجات التداخل بالليزر (LIGO) لأول مرة هذه التموجات في عام 2015 في تجربة حائزة على جائزة نوبل اعتمدت على مراقبة أشعة الليزر بعناية. عندما تغيرت هذه الحزم ، كان ذلك دليلاً على أن الزمكان نفسه كان مضطربًا.
يخطط الباحثون لبناء أجهزة كشف موجات جاذبية أكبر وأكثر دقة في المدار. ويعتقد علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن ليزرهم سيكون مثاليًا لهذه المهمة.
