Kwantowy interferometr połączy teleskopy na La Palmie

Opracowanie przy pomocy sztucznej inteligencji na podstawie informacji hiszpańskojęzycznych. Źródło pod artykułem.

Instytut Astrofizyki Wysp Kanaryjskich (IAC) promuje nowy sposób obserwacji Wszechświata, łącząc teleskopy z Roque de los Muchachos za pomocą technologii kwantowej. To ambitne przedsięwzięcie, które może zrewolucjonizować współczesną astronomię i umocnić pozycję La Palmy jako światowego centrum innowacji naukowych.

szlaki na teneryfie przystanek rodzinka banner v1

Kwantowy interferometr na La Palmie

W ramach projektu Kwantowego Interferometru La Palma (La Palma Quantum Interferometer, LPQI) osoby związane z inicjatywą oraz przedstawiciele instytucji spotkali się w dniach od 8 do 10 września w IACTEC w La Lagunie na Teneryfie, aby wziąć udział w warsztatach LPQI Workshop 2026. Podczas spotkania zaprezentowano najnowsze postępy prac i określono kolejne fazy przedsięwzięcia, którego celem jest połączenie za pomocą technologii kwantowych kilku teleskopów optycznych Observatorium Roque de los Muchachos (ORM), położonego na szczytach gminy Villa de Garafía.

Projekt zakłada współpracę instytucji z Hiszpanii, Włoch, Tajwanu oraz krajów nordyckich. Obecnie uczestniczą w nim dwa teleskopy z ORM. Inicjatywa wykorzystuje techniki interferometrii do łączenia światła widzialnego wychwytywanego przez różne teleskopy, dzięki czemu mogą one działać jak jedno urządzenie. Wykorzystywane są także sensory SPAD – mikroukłady zdolne do wykrywania pojedynczych fotonów i rejestrowania ich przybycia z rozdzielczością czasową rzędu pikosekund. Hiszpańskie zespoły pracujące nad LPQI projektują te sensory, ich układy elektroniczne oraz prowadzą ich charakterystykę pod kątem zastosowań astronomicznych.

Rozdzielczość tysiąc razy lepsza niż Hubble’a

Dzięki porównywaniu momentu dotarcia fotonów do teleskopów oddalonych od siebie o duże odległości system będzie w stanie rozróżnić znacznie mniejsze szczegóły niż każdy z teleskopów osobno. Rozdzielczość kątowa – czyli zdolność do rozróżniania bardzo drobnych detali – sięgnie kilkudziesięciu mikrosekund łuku, co oznacza wynik nawet tysiąc razy lepszy niż w przypadku teleskopu kosmicznego Hubble’a.

Nagromadzenie dużych teleskopów w ORM oraz wyjątkowa jakość nieba sprawiają, że La Palma jest miejscem uprzywilejowanym do rozwoju tej technologii. Wśród celów naukowych projektu wymienia się badanie czarnych dziur i innych ekstremalnych zjawisk, poszukiwanie nowych dróg wykrywania egzoplanet o rozmiarach zbliżonych do Ziemi, określanie na podstawie pobliskich supernowych stałej Hubble’a, która mierzy tempo ekspansji Wszechświata, a także pomiar średnic i atmosfer gwiazd.

Strategiczna inwestycja dla obserwatorium

– LPQI to strategiczna decyzja o rozwijaniu w Observatorium Roque de los Muchachos technologii, które mogą odmienić sposób, w jaki obserwujemy Wszechświat – powiedział Valentín Martínez Pillet, dyrektor Instytutu Astrofizyki Wysp Kanaryjskich. – Dla IAC projekt ten wzmacnia rolę obserwatorium jako środowiska referencyjnego dla innowacji astronomicznych i otwiera nowe możliwości współpracy naukowej i technologicznej, z potencjałem do generowania wiedzy i kompetencji, które mogą również przyczynić się do rozwoju La Palmy.

Pierwsza faza projektu, nazwana LPQI Pathfinder, połączy Nordycki Teleskop Optyczny (NOT) oraz Telescopio Nazionale Galileo (TNG), oddalone od siebie o około 550 metrów, i pozwoli zweryfikować technologię LPQI. Zgodnie z harmonogramem pierwsze wyniki naukowe mają pojawić się wiosną 2028 roku, przy rozdzielczości kątowej 160 mikrosekund łuku.

– Pathfinder umożliwi pomiar rozmiaru kątowego najjaśniejszych gwiazd i będzie pierwszym krokiem ku szerszej sieci teleskopów wyposażonych w spektrografy – wyjaśnił Francisco Prada, główny badacz projektu LPQI, naukowiec afiliowany w IAC oraz profesor badawczy w Instytucie Astrofizyki Andaluzji (IAA-CSIC).

Nauka, technologia i terytorium

Program łączy wymiar naukowy, technologiczny i terytorialny LPQI. W sesji instytucjonalnej wzięli udział Valentín Martínez Pillet, dyrektor IAC; Javier Franco, dyrektor generalny Kanaryjskiej Agencji Badań, Innowacji i Społeczeństwa Informacyjnego; oraz Héctor Izquierdo, komisarz specjalny ds. odbudowy La Palmy. Cała trójka uczestniczyła również w panelu dyskusyjnym wraz z José Joaquínem Hernándezem, dyrektorem Kanaryjskiej Platformy Oceanicznej (Plocan), oraz przedstawicielami Centrum Rozwoju Technologicznego i Innowacji (CDTI) i EMERGE. Rozmawiano o kształceniu, wykwalifikowanym zatrudnieniu oraz firmach technologicznych na wyspie.

Sesje techniczne poświęcone fazie LPQI Pathfinder obejmowały rozwój sensorów SPAD, kamer, ultraszybkiej elektroniki, chłodzenia, synchronizacji czasu, integracji z teleskopami NOT i TNG oraz analizy danych z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Grupy robocze zaplanowały kolejne fazy integracji i walidacji.

Synchronizacja z dokładnością pikosekund

Synchronizacja czasu stanowi jedno z głównych wyzwań technologicznych. Za pomocą łączy światłowodowych teleskopy będą musiały współdzielić referencję czasową o precyzji pikosekund. Pikosekunda to jedna bilionowa sekundy – w tym przedziale czasu światło pokonuje zaledwie 0,3 milimetra. Hiszpańscy partnerzy projektu LPQI zainstalują i skalibrują system jeszcze tej jesieni.

Spotkanie poświęcono również FIRNAS, pierwszemu spektrografowi LPQI, zaprojektowanemu dla Teleskopu Isaaca Newtona. – FIRNAS rozdzieli światło gwiazd na różne pasma, aby poprawić czułość pomiarów i ułatwić włączenie Teleskopu Isaaca Newtona do przyszłej sieci LPQI – wyjaśnił Arturo Manchado, główny badacz FIRNAS i osoba odpowiedzialna za LPQI w IAC.

Zaprezentowano także propozycje eksperymentów w ramach Pathfindera z systemami synchronizacji opartymi na niezwykle precyzyjnych zegarach kwantowych, wykorzystujących techniki z fotonami splątanymi – cząstkami światła, których właściwości pozostają ze sobą powiązane. Techniki te pozwoliłyby odzyskać informacje o fazie światła i rekonstruować obrazy z większą dokładnością.

– Połączenie tych fotonów ze światłem gwiazd mogłoby pozwolić nam dotrzeć do informacji dotąd niedostępnych i położyć podwaliny pod nową generację kwantowych sieci teleskopów w ORM – zaznaczył Luis Fernando Rodríguez, współpracownik LPQI, główny badacz laboratorium Komunikacji Optycznej w Wolnej Przestrzeni (FSOC) oraz kierownik Departamentu Elektroniki IAC.

Atlantycka wyspa-laboratorium

Kompetencje wypracowane w ramach LPQI mogą znaleźć zastosowanie także w komunikacji kwantowej, naukach morskich, technologii satelitarnej i medycynie. Projekt stwarza ponadto szansę na kształcenie talentów i wzmocnienie ekosystemu innowacji na La Palmie.

Héctor Izquierdo, komisarz specjalny ds. odbudowy La Palmy, przedstawił wizję wyspy, w której nauka i technologia odgrywają coraz większą rolę w gospodarce. Konsolidacja stałych ośrodków badawczych, rozwój LPQI, badania wulkanologiczne i nad zagrożeniami naturalnymi, geotermia, obserwacja oceanów czy gospodarka morska mogłyby – zgodnie z prezentowanymi założeniami – przyczynić się do stworzenia prawdziwej atlantyckiej wyspy-laboratorium, specjalizującej się w dziedzinach wiedzy, w których La Palma ma wyjątkowe atuty.

Izquierdo podkreślił również, że transformacja ta powinna objąć całe społeczeństwo i wszystkie sektory produkcyjne: – Nauka może przyczynić się do bardziej technologicznego i efektywnego pod względem zużycia wody rolnictwa oraz do turystyki o wyższej wartości dodanej, związanej z astronomią, przyrodą i wiedzą.

Spotkanie przyspieszyło rozwój LPQI, którego zamysł streszcza motto projektu: „Więcej niż nauka. Wyspa, która odkrywa. Społeczeństwo, które prosperuje”.

Źródło

Przewijanie do góry
Share via
Copy link