European Article that includes Laser Guide Star info.
http://www.iac.es/adjuntos/enofolleto.pdf
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La asignación del campo magnético de la Tierra para encontrar petróleo, seguimiento de tormentas o examinar el interior del planeta, por lo general requiere costosos satélites. Universidad de California, Berkeley , los físicos han llegado con una forma mucho más barata para medir el campo magnético de la Tierra usando sólo una tierra basado en láser.
El método consiste en átomos de sodio en una emocionante capa de 90 kilometros de la superficie y medir la luz que emiten.
“Normalmente, el láser hace que el átomo de sodio fluorescente”, dijo Dmitry Budker, profesor UC de Berkeley de la física. ”Pero si se modula la luz del láser, cuando la frecuencia de modulación coincide con la precesión de giro de los átomos de sodio, el brillo de los cambios de lugar.”
Debido a que el local del campo magnético determina la frecuencia con la que el movimiento de precesión átomos, lo que permite a alguien con un láser en tierra elaborar el mapa del campo magnético en cualquier lugar de la Tierra.
Budker y tres miembros y ex miembros de su laboratorio, así como a sus colegas con el Observatorio Europeo Austral (ESO) , presente a su técnica en un artículo que aparece en línea esta semana en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias .
Varios satélites, que van desde los satélites geoestacionarios Ambiental satélites operativos , o se va, a una próxima misión europea llamada SWARM , llevan instrumentos para medir el campo magnético de la Tierra, proporcionando datos a las empresas la búsqueda de petróleo o los minerales, las corrientes de los climatólogos de seguimiento en la atmósfera y los océanos, geofísicos estudian el interior del planeta y los científicos de seguimiento de la meteorología espacial.
Mediciones basadas en tierra, sin embargo, puede evitar muchos problemas asociados con los satélites, Budker dijo. Debido a que estas naves se mueven a alta velocidad, que no siempre es posible decir si una fluctuación en la intensidad del campo magnético es real o es resultado de la nave espacial que se mudó a una nueva ubicación. Además, el metal y los instrumentos electrónicos a bordo de la nave pueden afectar las mediciones del campo magnético.
“Una base en tierra del sistema de teledetección permite medir cuando y donde quieras y evita los problemas de la dependencia espacial y temporal causado por el movimiento de satélites”, dijo. ”Al principio, esto va a ser competitivos con las mejores mediciones por satélite, pero se podría mejorar drásticamente.”
Guía láser estrellas
La idea fue provocado por una discusión Budker había con un colega acerca de los láseres utilizados por muchos telescopios modernos para eliminar el brillo de las estrellas causadas por las perturbaciones atmosféricas. Esta técnica, llamada de estrella guía láser de óptica adaptativa , emplea el láser para excitar los átomos de sodio depositado en la atmósfera superior por los meteoritos. Una vez excitados, los átomos de luz fluorescente, la luz que emiten que imita una verdadera estrella.Los telescopios con una estrella guía láser, incluyendo el Very Large Telescope en Chile y el telescopio Keck en Hawai, ajustar sus “espejos de goma” para cancelar agitan la estrella guía láser, y así eliminar la agitan para todas las estrellas cercanas.
Es bien sabido que estos átomos de sodio se ven afectados por el campo magnético de la Tierra. Budker, que se especializa en gran precisión las mediciones del campo magnético, se dio cuenta de que fácilmente se podría determinar el campo magnético local que excitan los átomos con un láser de pulsos o modulación de los tipos utilizados en las estrellas guía.
El método se basa en el hecho de que el espín del electrón de cada átomo de sodio precesión como un trompo en la presencia de un campo magnético. Golpear el átomo con pulsos de luz a tan sólo con la frecuencia adecuada hará que los electrones de un tirón, afectando la manera en que los átomos interactúan con la luz.
“De repente me di cuenta de que lo que hacemos en mi laboratorio con magnetómetros atómicos que podemos hacer con los átomos que flotan libremente en el cielo”, dijo.
Ex Budker post-doctoral James Higbie ahora un profesor asistente de física y astronomía en la Universidad de Bucknell - llevado a cabo mediciones de laboratorio y simulaciones por ordenador que confirma que los efectos de un láser modulada se pudo detectar desde tierra por un pequeño telescopio. Fue asistido por Simon M. Rochester, quien recibió su Ph.D. en física de la Universidad de Berkeley el año pasado, y la corriente post-doctoral Brian Patton.
Magnetómetros portátiles de láser
En la práctica, un 20 – a láser de 50 vatios lo suficientemente pequeño como para cargar en un camión o barco en sintonía con la línea naranja de sodio (589 nanómetros de longitud de onda) que brillan con luz polarizada en la capa de sodio de 10 kilómetros de espesor en la mesosfera, que está a punto 90 kilometros de arriba. La frecuencia con que la luz del láser es modulada o pulsada se movió un poco en torno a esta longitud de onda para estimular un tirón vuelta.
El aumento o disminución en el brillo cuando la modulación se ajusta a un “punto dulce”, determinado por la magnitud del campo magnético puede ser tanto como 10 por ciento de la fluorescencia típica, Budker dijo. El mismo lugar serían demasiado débiles para verse a simple vista, pero el cambio de brillo puede ser fácilmente medido con un pequeño telescopio.
“Esta es una idea tan simple, pensé que alguien debe haber pensado antes”, dijo Budker.
Estaba en lo cierto. William Happer, un físico que fue pionero en la espectroscopia de espín polarizado y el láser de sodio estrellas guía, había pensado en la idea, pero nunca lo había publicado.
“Yo estaba muy, muy feliz de oír eso, porque sentí que podría ser una falla en la idea, o que ya habían sido publicadas”, dijo Budker.
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OSIRIS ( Sistema Óptico de Imagen y Espectroscopia Integrada de baja resolución ) es el español el Día Uno de los instrumentos para el Gran Telescopio Canarias (GTC) . Sensible en el rango de longitud de onda de 365 a 1000 nm, OSIRIS es un instrumento de uso múltiple para las imágenes de baja resolución y ranura de largo y de varios objetos de espectroscopia (MOS). Imagen se puede hacer usando filtros de banda ancha o banda estrecha filtros sintonizables con FWHM de 0,2 a 0,9 nm a 365 nm, a través de 0,9 a 1,2 en 1000 nm. OSIRIS modos de observación incluyen también la fotometría y espectroscopía rápida. OSIRIS campo de visión es de 8,5 × 8,5 minutos de arco y la máxima resolución espectral nominal es de 5000 para un ancho de corte de 0,6 segundos de arco. MOS incorpora detector de carga barajar coordinadas con el telescopio asintiendo con la cabeza de un excelente resta cielo. El uso de filtros sintonizables es una característica completamente nueva en 8 a 10 m de clase telescopios que permitirá observar los objetos de emisión muy débil y distante línea. El proyecto OSIRIS científica clave es OTELO .
[ editar ]Sistema remoto de imágenes ópticas, espectroscópicas y de infrarrojos
OSIRIS ( Sistema remoto de imágenes ópticas, espectroscópicas y de infrarrojos ) es el principal sistema de imagen científica del orbitador de la ESA nave espacial Rosetta . Fue construido por un consorcio dirigido por el alemán Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar .
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Con objeto de obtener de los (grandes) telescopios su resolución teórica, es necesario utilizar técnicas que permitan compensar el efecto de la turbulencia atmosférica. Estas técnicas, denominadas de Óptica Adaptativa (OA), consisten en medir el efecto de la turbulencia sobre el campo de observación, y corregirlo en tiempo real mediante dispositivos óptico-mecánicos. La medida de la turbulencia exige una estrella brillante cercana o en el propio campo (estrella guía) que permita medir la turbulencia.
El número de estrellas naturales aptas para su empleo como estrellas guía es muy limitado, por lo tanto el empleo de sistemas de OA requiere la generación de los que se conoce como Estrellas de Guía Láser. Los recientes desarrollos tecnológicos en láseres de alta potencia permiten generar estrellas artificiales enfocando un haz láser en la mesosfera terrestre (80-110 km) que provoca la retro-dispersión resonante por átomos de sodio o de potasio. Las estrellas así generadas se pueden emplear para corregir la turbulencia atmosférica en cualquier campo de observación.
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