'Laserkamm' zur Messung des beschleunigenden Universums

Bereits im April veröffentlichte UT einen Artikel über die Verwendung eines Geräts namens "Laserkamm" zur Suche nach erdähnlichen Planeten. Dies würde es den Astronomen ermöglichen, Einsteins allgemeine Relativitätstheorie und die Natur der mysteriösen dunklen Energie zu testen. Das Gerät verwendet Femto-Sekunden-Impulse (ein Millionstel einer Milliardstel Sekunde) von Laserlicht, die mit einer Atomuhr gekoppelt sind, um einen präzisen Standard für die Messung von Lichtwellenlängen bereitzustellen. Diese Geräte, die auch als "Astrokamm" bezeichnet werden, sollten Astronomen die Möglichkeit geben, die Doppler-Verschiebungsmethode mit unglaublicher Präzision zu verwenden, um Spektrallinien des Sternenlichts zu messen, die bis zu 60-mal höher sind als bei jeder aktuellen High-Tech-Methode. Astronomen haben das Gerät getestet und hoffen, eines in Verbindung mit dem neuen extrem großen Teleskop verwenden zu können, das von ESO, dem European Southern Observatory, entwickelt wird.

Astronomen verwenden Instrumente, sogenannte Spektrographen, um das Licht von Himmelsobjekten in seine Komponentenfarben oder Frequenzen zu verteilen, genauso wie Wassertropfen aus Sonnenlicht einen Regenbogen erzeugen. Sie können dann die Geschwindigkeiten von Sternen, Galaxien und Quasaren messen, nach Planeten um andere Sterne suchen oder die Expansion des Universums untersuchen. Ein Spektrograph muss genau kalibriert werden, damit die Lichtfrequenzen korrekt gemessen werden können. Dies ähnelt der Art und Weise, wie wir genaue Lineale benötigen, um Längen korrekt zu messen. Im vorliegenden Fall bietet ein Laser eine Art Lineal zum Messen von Farben anstelle von Entfernungen mit einem äußerst genauen und feinen Gitter.

Für Experimente, die für das zukünftige Extrem Large Telescope geplant sind, werden neue, äußerst präzise Spektrographen benötigt.

„Wir brauchen etwas, das über das hinausgeht, was die derzeitige Technologie bieten kann, und hier kommt der Laserfrequenzkamm ins Spiel. Es sei daran erinnert, dass die erforderliche Präzision von 1 cm / s auf der Brennebene eines typischen Hochfrequenzkamms entspricht. Auflösungsspektrograph auf eine Verschiebung von einigen Zehntel Nanometern, dh die Größe einiger Moleküle “, erklärt die Doktorandin und Teammitglied Constanza Araujo-Hauck von der ESO.

Die neue Kalibrierungstechnik basiert auf der Kombination von Astronomie und Quantenoptik in Zusammenarbeit zwischen Forschern der ESO und dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik. Es verwendet ultrakurze Laserlichtimpulse, um einen „Frequenzkamm“ zu erzeugen – Licht mit vielen Frequenzen, die durch ein konstantes Intervall getrennt sind -, um genau die Art von präzisem „Lineal“ zu erzeugen, das zum Kalibrieren eines Spektrographen erforderlich ist.

Das Gerät wurde an einem Solarteleskop getestet. Derzeit wird eine neue Version des Systems für das HARPS-Planetensuchinstrument auf dem 3,6-Meter-Teleskop von ESO in La Silla in Chile gebaut, bevor es für zukünftige Instrumentengenerationen in Betracht gezogen wird.

Quelle: ESO

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