Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Von Mainzer Wissenschaftlern mitentwickeltes Lasersystem besteht Test im Weltraum

25.01.2016

Frequenzstabile Laserlichtquelle für künftige Präzisionsmessungen im Weltraum erfolgreich getestet

Ein von Mainzer Wissenschaftlern mitentwickeltes Lasersystem ist am 23. Januar 2016 erfolgreich an Bord einer Höhenforschungsrakete der Mission TEXUS 53 getestet worden. TEXUS steht für "Technologische Experimente unter Schwerelosigkeit" und ist ein Wissenschaftsprogramm, das vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) finanziert und organisiert wird.


KALEXUS-Apparatur

Foto/©: KALEXUS-Team

Die aus Nordschweden startenden Raketen erreichen eine maximale Höhe von 250 Kilometern und ermöglichen eine sechs Minuten andauernde Schwerelosigkeit. In einem solchen Flug können bis zu fünf unabhängige Experimente aus verschiedensten Fachrichtungen durchgeführt werden.

Eines davon ist KALEXUS – Kalium-Laserexperimente unter Schwerelosigkeit, ein von der Humboldt-Universität zu Berlin geleitetes Experiment, in dessen Rahmen erstmals ein System zur aktiven Frequenzstabilisierung von Laserlicht auf einen atomaren Übergang von Kalium erprobt wird.

Eine solche frequenzstabile Lichtquelle ist das Herzstück einer Vielzahl von Experimenten mit atomaren Sensoren. Diese können zum Beispiel in der Grundlagenforschung für hochpräzise Messungen von fundamentalen Konstanten oder Gesetzen, aber auch in der Navigation oder Geodäsie zur Anwendung kommen. Gerade für den Einsatz im Weltraum müssen diese Lichtquellen, die meist durch Laser realisiert werden, sehr strenge Anforderungen erfüllen.

Wissenschaftler der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) um Univ.-Prof. Dr. Patrick Windpassinger haben für dieses Projekt ein Modul entwickelt und konstruiert, mit dem die Frequenz eines Lasers relativ zu einer absoluten Frequenzreferenz aktiv stabilisiert werden kann. Die für den Einsatz im Weltraum nötige Stabilität wird dabei durch die Verwendung der Glaskeramik Zerodur® (Schott, Mainz) erreicht.

In diesem Modul wird ein Laserstrahl durch eine mit Kalium gefüllte Gaszelle geleitet und die Absorption durch die Kaliumatome gemessen. Dadurch können Rückschlüsse auf die Frequenz des Lasers gezogen werden, was dann die aktive Stabilisierung der Laserfrequenz ermöglicht.

Als Lichtquelle wird ein neuartiger Extended-Cavity-Diodenlaser vom Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik, Berlin, verwendet. Die notwendige Steuerelektronik wurde von der Leibniz Universität Hannover entwickelt.

Die in diesem Experiment verwendete Technologie ist ein wesentlicher Bestandteil der Lasersysteme für eine Vielzahl von weiteren Projekten zu Präzisionsmessungen im Weltraum, wie etwa den MAIUS-Missionen zur Untersuchung des Einstein’schen Äquivalenzprinzips.

Neben KALEXUS wurde auch das bereits im April 2015 erfolgreich durchgeführte FOKUS-Experiment (Faseroptischer Frequenzkamm unter Schwerelosigkeit) erneut geflogen. Dazu wurde von Mainzer Wissenschaftlern ein verbessertes Spektroskopiemodul für Rubidium entwickelt, das verschiedene Spektroskopiemethoden miteinander verbindet. Durch Kombination der beiden Experimente gelang der erstmalige Vergleich zweier optischer Uhren im Weltraum.

Weitere Informationen:
Dr. André Wenzlawski
Arbeitsgruppe Quanten-, Atom- und Neutronenphysik (QUANTUM)
Institut für Physik
55099 Mainz
Tel. +49 6131 39-22876
Fax +49 6131 39-25179
E-Mail: awenzlaw@uni-mainz.de
https://www.qoqi.physik.uni-mainz.de/

Weitere Informationen:

https://www.qoqi.physik.uni-mainz.de/research-projects/kalexus/

Petra Giegerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Speicherdauer von Qubits für Quantencomputer weiter verbessert
09.12.2016 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Elektronenautobahn im Kristall
09.12.2016 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie