26 mei 2024

Dankzij nieuwe kwantumtechniek kunnen optische telescopen zo groot als de aarde worden gebouwd

Impressie van het Europese VLBI Netwerk.  Credit: Danielle Futselaar (www.artsource.nl).

Bij radiotelescopen is de techniek van de Very-long-baseline interferometry (VLBI) al decennia in gebruik, het gelijktijdig waarnemen van een object aan d ehemel met meerdere radiotelescopen. De beelden van de telescopen worden dan samengesteld, waarmee één telescoop gesimuleerd wordt met een diameter gelijk aan de afstand van de twee uiterste telescopen: de zogenaamde basislijn. Bij de Event Horizon Telescope (EHT) waren de acht verbonden radiotelescopen verspreid over de gehele aarde, dus de basislijn was zo groot als de diameter van de aarde en dat zorgde er voor dat de EHT de superzware zwarte gaten M87* en Sgr A* in detail kon fotograferen. Tot nu toe was de VLBI techniek alleen mogelijk bij de lange golflengtes van radiostraling. Maar recent is er een nieuwe techniek ontwikkeld, de zogeheten Stimulated Raman Adiabatic Passage (STIRAP), en dat maakt optische VLBI wel mogelijk. Met STIRAP, dat onwikkeld is door een team onder leiding van Zixin Huang (Macquarie University in Sydney) kan men de ruis en het informatieverlies onderdrukken die je krijgt bij waarnemingen met meerdere telescopen. Elektromagnetische straling bestaat uit fotonen, de kwantumdragers van de EM-wisselwerking. Wil je doen aan optische interferometrie dan moeten alle instrumenten stabiel zijn binnen de golflengte van het ontvangen licht, iets wat erg lastig is, gezien de mogelkijke ruis van de instrumenten zelf, thermische krimp en uitzetting, vibraties, etc… Maar STIRAP maakt het nu mogelijk om al deze ruis uit te schakelen – quantum error correction noemen ze het. Hieronder zie je een schema van hoe het proces met STIRAP er precies uitziet, met in dit geval twee verbonden telescope, Alice en Bob.

Credit: Huang, Z. et al. (2022)

Het is nu nog allemaal in theorie, maar als dit in de praktijk kan worden gebracht betekent het dat bijvoorbeeld zwarte gaten of exoplaneten ook met optische telescopen in detail kunnen worden gefotografeerd, omdat de basislijn zo groot als de aarde is en het scheidend vermogen daarmee zeer groot is. Hier het vakartikel over de VLBI voor optische telescopen. Bron: Universe Today.

Share

Speak Your Mind

*