空にある緑色のレーザーは何ですか?

雲ひとつない夜にキャンパスを散歩していると、学生たちが見上げると、空に明るい緑色の線が突き刺さっているのが見えます。 地元の人々が「緑の光」と呼んでいるこの光は、ユタ州立大学をユニークなものにしている数あるものの 1 つです。

レーザーは、窒素、酸素、メタン、その他の元素の光を散乱させることで、大気の温度、内容物、場合によっては密度に関するデータを収集するために使用されます。 その散乱光の一部は戻ってきて、原子から戻ってくる光を蓄積する複数の鏡を備えた大きな望遠鏡に当たります。

USU物理学科長のヤン・ソイカ氏は、原子や分子からの反射光の高度プロファイルを作成していると述べた。

「それはレーダーシステムのようなものです」とソシカ氏は言う。 「レーダーシステムは電波のパルスを送信します。飛行機に衝突して戻ってきます。電波が行って戻ってくるまでの時間を測定すると、距離がわかります。」

プロジェクトの重要な部分は、国立科学財団と NASA によって資金提供されています。

「NASA​​はこの知識を望んでおり、NSFも同様だろう。つまり、世界中の科学界が関心を持っているということだ」とソイカ氏は語った。 「国防総省もこれらのことに常に関心を持っています。」

Sojka 氏によると、レーザーを扱うことは、学生が産業安全に関する貴重な経験を積む良い方法です。

「この工業用の非常に強力なレーザー システムで学生たちが最初に学ぶのは、これらのものを安全に扱う方法です」と Sojka 氏は言いました。

ソシカ氏は、「緑色の光線」は紙切れを即座に発火させるのに十分な威力があると述べた。

「光を集める非常に大きなミラーが 4 つあり、それが世界で最も強力な LiDAR システムの 1 つとなっています」と Sojka 氏は述べています。

LiDAR は、高速発射レーザーによるリモート センシングを使用するシステムの一種です。 レーザーパルスは戻り光の測定に使用されます。

LiDAR 観測およびデータ アナリストであるジョナサン プライス氏は、最近レーザー プロジェクトの責任者になりました。 2022年9月にビンセント・ウィックワーが亡くなって以来、プライスは現在天文台を率いている。 プライス氏は2021年8月に博士研究員としてウィックワーの研究グループに加わった。

「いわゆる弾性衝突によってビームを上に送ります」とプライス氏は語った。 「それは粒子に反射して私たちに反射するようなものだと言えるでしょう。」

プライス氏は、このレーザーは通常データ収集が難しい大気中の領域を測定するのに役立つと述べた。

「我々が注目しているこの地域は、そこを調査できる機器があまり多くない」とプライス氏は語った。 「夜間しか営業できないんです。」

また、レーザーは、空に雲がほとんどない場合にのみ動作できます。

「例えるなら、30キロメートル。気象気球は通常、その高度まで行きます」とプライス氏は語った。 「それで、気象観測気球が終わるところからスタートします。そして100キロメートルが宇宙の端と考えられます。」

大気は温度構造によって識別できる層に分かれています。

「私たちの科学は、大気の上層で起こっていることと、私たちがいる対流圏の下層で起こっていることを結びつけようとしています。そうすることで、太陽がどのように天候をもう少しうまく制御しているのかを理解できるようになります」とプライス氏は語った。 。

USUの学部生であるアギー・フィゲレドは、レーザーの監視を手伝っています。 物理学と計算数学を専攻するフィゲレド氏は、結果を得るには正しい周波数を送信する必要があると述べた。

「電子を使えば、相手が往復するのに必要な量のエネルギーを与える適切な周波数を送ることができる」とフィゲレド氏は語った。 「そして、特定の分子が集まっている場合、地球温暖化を示しています。」

フィゲレド氏は、レーザーは地球温暖化を示す他の要因も検出したと述べた。

「2000年代初頭、水の濃度と気温の上昇が見られ始めた」とフィゲレド氏は語った。 「時間の経過とともに、さらに乾燥し始めました。つまり、ユタ州は常に乾燥していましたが、より多くの水が失われ始めました。また、平均気温も上昇しました。」

研究チームはレーザーで気候変動を示すのに十分な情報を持っていないが、データには地球温暖化を示す兆候がいくつかある。

「データの中に気候変動を示唆する兆候が見られるかもしれない」とプライス氏は語った。 「しかし、私たちは気候変動を確実に判断するには十分なデータ、長年にわたる観察データを持っていません。」