Ultrastabilūs lazeriai yra gyvybiškai svarbūs laiko matavimo ir navigacijos sistemoms, kurioms reikalingas ypatingas tikslumas. Jie veikia atspindėdami spindulį tarp dviejų veidrodžių ertmėje. Spindulys atspindimas tarp veidrodžių labai tiksliai – iš dalies dėl to, kad kamera išlieka beveik tokio paties dydžio, o ne išsiplečia ar susitraukia. Kad šis spindulio ilgis išliktų stabilus, veidrodžiai paprastai laikomi vakuume esant ypač žemai temperatūrai, izoliuoti nuo išorinių vibracijų.
Mėnulyje aplink polius yra šimtai kraterių, kurie niekada negauna tiesioginių Saulės spindulių, nes Mėnulis, sukdamasis aplink savo ašį, beveik nesvyruoja. Dėl to šios nuolat šešėlyje esančios vietovės egzistuoja ypač šaltos, o kai kurių kraterių temperatūra Mėnulio žiemą, kaip prognozuojama, siekia apie -253 °C (20 kelvinų).
Jun Ye iš Boulderio universiteto (JAV) ir jo kolegos pasiūlė, kad šios šaltos sąlygos – kartu su natūraliu Mėnulio vibracijų nebuvimu ir praktiškai neegzistuojančia atmosfera – galėtų padaryti šiuos kraterius idealia vieta ultrastabiliam lazeriui, kurio potencialus stabilumas būtų daug didesnis nei bet kurio lazerio Žemėje.
Susiję straipsniai
„Svarbiausia yra tai, kad visa aplinka yra stabili, – sako jis. – Netgi per Mėnulio vasarą ir žiemą temperatūra svyruoja tik nuo 20 iki 50 kelvinų. Tai yra neįtikėtinai stabili aplinka.“
J. Ye ir jo komandos lazerinis prietaisas būtų panašus į prietaisus, kuriuos jie jau sukūrė universiteto laboratorijose, vadinamus optiniais rezonatoriais, kurie susideda iš silicio kameros su dviem veidrodžiais.
Geriausi optiniai rezonatoriniai lazeriai Žemėje gali išlikti koherentiški – tai reiškia, kad lazerio šviesos bangos išlieka sinchronizuotos, tik kelias sekundes. Tačiau mokslininkai mano, kad Mėnulyje esantis lazeris galėtų išlikti koherentišku mažiausiai minutę.
Tai leistų jam veikti kaip etaloniniam lazeriui daugelyje įvairių užduočių Mėnulyje – pavyzdžiui, laiko zonos palaikymui Mėnulyje arba palydovų, skrendančių formuote ir naudojančių lazerius savo tarpusavio atstumui matuoti, koordinavimui. Jis galėtų būti naudojamas net kaip etaloninis lazeris veiklai Žemėje – nes spinduliui pasiekti Žemę iš Mėnulio reikia šiek tiek daugiau nei sekundės, sako J. Ye.
Nors tai bus sunku įgyvendinti, pagrindinė idėja yra logiška ir galėtų padėti ateityje vykdant nusileidimus Mėnulyje, sako Simeonas Barberis iš Atvirojo universiteto Jungtinėje Karalystėje. „Matėme, kad dėl apšvietimo sąlygų, trukdančių naudoti regimuosius nusileidimo sistemas, įvairūs neseniai Mėnulio poliuose nusileidę aparatai nusileido neoptimaliai, – sako jis. – Stabilaus lazerio naudojimas padėties nustatymui, navigacijai ir laiko nustatymui padidintų sėkmingų nusileidimų aukšto platumo vietose patikimumą.“
Tyrimas publikuotas „arXiv“.
Parengta pagal „New Scientist“.