Ein Team von Wissenschaftlern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat den reinsten Laser der Welt hergestellt.
Das Gerät ist tragbar genug für den Einsatz im Weltraum und erzeugt einen Laserlichtstrahl, der sich im Laufe der Zeit weniger ändert als jeder andere jemals erzeugte Laser. Unter normalen Umständen führen Temperaturänderungen und andere Umgebungsfaktoren dazu, dass Laserstrahlen zwischen den Wellenlängen wackeln. Forscher nennen dieses Wackeln "Linienbreite" und messen es in Hertz oder Zyklen pro Sekunde. Andere High-End-Laser erreichen typischerweise Linienbreiten zwischen 1.000 und 10.000 Hertz. Dieser Laser hat eine Linienbreite von nur 20 Hertz.
Um diese extreme Reinheit zu erreichen, verwendeten die Forscher 2 Meter optische Fasern, von denen bereits bekannt war, dass sie Laserlicht mit sehr geringer Linienbreite erzeugen. Und dann haben sie die Linienbreite noch weiter verbessert, indem der Laser seine aktuelle Wellenlänge ständig mit der vergangenen Wellenlänge vergleicht und aufgetretene Fehler korrigiert.
Dies ist eine große Sache, sagten die Forscher, da eine hohe Linienbreite eine der Fehlerquellen bei Präzisionsgeräten ist, die auf Laserlichtstrahlen beruhen. Eine Atomuhr oder ein Gravitationswellendetektor mit einem Laser mit hoher Linienbreite kann kein so gutes Signal erzeugen wie eine Version mit niedriger Linienbreite, wodurch die vom Gerät erzeugten Daten durcheinander gebracht werden.
In einem heute (31. Januar) in der Zeitschrift Optica veröffentlichten Artikel schrieben die Forscher, dass ihr Lasergerät bereits "kompakt" und "tragbar" ist. Aber sie versuchen es weiter zu miniaturisieren, sagten sie in einer Erklärung.
Eine mögliche Verwendung, die sie sich vorstellen? Gravitationswellendetektoren im Weltraum.
Gravitationswellendetektoren erfassen den Einfluss massiver, weit entfernter Ereignisse auf die Raumzeit. Wenn beispielsweise zwei schwarze Löcher kollidieren, lässt die resultierende Stoßwelle den Raum wie ein mit einem Stein getroffenes Wasserbecken kräuseln. Das Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatorium (LIGO) entdeckte diese Wellen erstmals 2015 in einem mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Experiment, bei dem Laserstrahlen sorgfältig überwacht wurden. Als diese Strahlen ihre Form änderten, war dies ein Beweis dafür, dass die Raumzeit selbst gestört war.
Die Forscher planen, größere, präzisere Gravitationswellendetektoren im Orbit zu bauen. Und diese MIT-Wissenschaftler glauben, dass ihre Laser perfekt für diese Aufgabe sind.
