Een team van wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft de zuiverste laser ter wereld gemaakt.
Het apparaat, gebouwd om draagbaar genoeg te zijn voor gebruik in de ruimte, produceert een straal laserlicht die in de loop van de tijd minder verandert dan elke andere laser die ooit is gemaakt. Onder normale omstandigheden zorgen temperatuurveranderingen en andere omgevingsfactoren ervoor dat laserstralen tussen golflengten bewegen. Onderzoekers noemen die beweging "lijnbreedte" en meten deze in hertz, of cycli per seconde. Andere high-end lasers bereiken doorgaans lijnbreedtes tussen 1.000 en 10.000 Hertz. Deze laser heeft een lijnbreedte van slechts 20 Hertz.
Om die extreme zuiverheid te bereiken, gebruikten de onderzoekers 2 meter optische vezels waarvan al bekend was dat ze laserlicht produceerden met een zeer lage lijnbreedte. En toen verbeterden ze de lijnbreedte nog meer door de laser constant zijn huidige golflengte te laten controleren aan de hand van de golflengte in het verleden en eventuele fouten te corrigeren.
Dit is een groot probleem, zeiden de onderzoekers, omdat hoge lijnbreedte een van de oorzaken is van fouten in precisie-apparaten die afhankelijk zijn van laserstralen. Een atoomklok of een zwaartekrachtgolfdetector met een laser met hoge lijnbreedte kan niet zo'n goed signaal produceren als een versie met lage lijnbreedte, waardoor de gegevens die het apparaat produceert, in de war raken.
In een paper dat vandaag (31 januari) in het tijdschrift Optica is gepubliceerd, schreven de onderzoekers dat hun laserapparaat al "compact" en "draagbaar" is. Maar ze proberen het verder te verkleinen, zeiden ze in een verklaring.
Een mogelijk gebruik dat ze zich voorstellen? Zwaartekrachtgolfdetectoren in de ruimte.
Zwaartekrachtgolfdetectoren voelen de impact van grote, verre gebeurtenissen op de ruimtetijd. Wanneer bijvoorbeeld twee zwarte gaten botsen, zorgt de resulterende schokgolf ervoor dat de ruimte gaat golven als een plas water dat met een steen wordt geraakt. De Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ontdekte deze rimpelingen voor het eerst in 2015 in een Nobelprijswinnend experiment dat vertrouwde op het zorgvuldig bewaken van laserstralen. Toen die stralen van vorm veranderden, was het bewijs dat de ruimtetijd zelf verstoord was.
Onderzoekers zijn van plan grotere, nauwkeurigere gravitatiegolfdetectoren in een baan om de aarde te bouwen. En deze MIT-wetenschappers denken dat hun lasers perfect zouden zijn voor de taak.
