Liaison laser record: et si Einstein avait raison

Publié par Redbran le 30/01/2021 à 13:00
Source: Observatoire de Paris
Dans une étude publiée le vendredi 22 janvier 2021 dans la revue Nature Communications, un nouveau record mondial pour la transmission la plus stable d'un signal laser à travers l'atmosphère vient d'être établi par une équipe franco-australienne, coordonnée par le département SYstèmes de Référence Temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) Espace (SYRTE) de l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique...) - PSL.

Ce record du monde (Le mot monde peut désigner :) a été permis en combinant la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de "stabilisation de phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...)" des Australiens avec des terminaux optiques auto-guidés avancés.


Schéma du lien laser aérien entre les toits des bâtiments Auger et Lagrange au CNES/Toulouse. Le lien aérien est comparé à un lien fibré (En mathématiques, un espace fibré est la donnée d'un espace topologique appelé...) sous-terrain pour mesurer la performance globale.
© UWA et google (Google, Inc. est une société fondée le 7 septembre 1998 dans la Silicon Valley en Californie par...).

Ensemble, ces technologies ont permis d'envoyer des signaux laser d'un point (Graphie) à un autre en corrigeant les fluctuations introduites par la turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse...) atmosphérique. Il s'agit de la méthode la plus précise au monde pour comparer les horloges entre deux endroits distincts.

L'équipe, comprenant des chercheurs du SYRTE de l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) - PSL, du Centre national d'études spatiales (CNES) et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) d'Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de...) Occidentale (ICRAR-UWA), a publié une étude le vendredi 22 janvier 2021 dans la revue Nature Communications.

L'auteur principal Benjamin Dix-Matthews, étudiant en doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement...) à l'ICRAR et à l'UWA, a déclaré que la technique élimine efficacement la turbulence atmosphérique. “Nous pouvons corriger les turbulences atmosphériques en 3-D, c'est-à-dire gauche-droite, haut-bas et, de manière critique, le long de la ligne de vol... C'est comme si l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) en mouvement avait été supprimée et n'existait pas. Cela nous permet d'envoyer des signaux laser très stables à travers l'atmosphère tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) en conservant la qualité du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) d'origine.”.

L'expérience de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir...) franco-australienne entre deux bâtiments des locaux du CNES à Toulouse est une première étape vers la mise en oeuvre de liaisons laser à plus longue distance utilisant des relais aéroportés, ou des liaisons entre le sol et les satellites (Satellite peut faire référence à :) dans l'espace, comme illustré dans le schéma.

La comparaison des échelles de temps entre les horloges atomiques optiques sur les liaisons laser sol-espace et les liaisons laser terrestres en espace libre aura d'énormes avantages pour les sciences fondamentales et appliquées:
- En physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.), cette méthode permet de tester la prédiction d'Einstein selon laquelle les horloges situées à des endroits différents battent à des rythmes différents.
- En sciences plus appliquées, comme la géodésie et la géophysique, la comparaison d'horloges situées à des endroits différents permettra de nouvelles mesures des potentiels gravitationnels locaux. Cette technique émergente est connue sous le nom de "géodésie chronométrique" et tire parti des meilleures horloges atomiques et des meilleurs systèmes de comparaison de fréquences actuels utilisant des transmissions laser.

On peut aussi imaginer des applications pour les communications optiques, où la transmission de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) en espace libre pour transporter l'information est un domaine émergent avec des avantages potentiels. En effet, les communications optiques peuvent transmettre des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) en toute sécurité avec des débits beaucoup plus élevés que les communications radio actuelles.

Bibliographie:
"Point-to-Point Stabilised Optical Frequency Transfer with Active Optics"
Benjamin P. Dix-Matthews, Sascha W. Schediwy, David R. Gozzard, Etienne Savalle, François-Xavier Esnault, Thomas Lévèque, Charles Gravestock, Darlene D'Mello, Skevos Karpathakis, Michael Tobar, Peter Wolf
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