La interferometría siempre es noticia, y en radiofrecuencias lo ha sido durante mucho tiempo...
La prensa popular siempre habla de "interferir" directamente dos ondas a medida que entran, pero ¿pueden decir la fase exacta de una sola onda?
¿No hacen esto el Event Horizon Telescope y el nuevo LOHAR, 'registrando' las fases de las ondas de radio entrantes y comparándolas y contrastándolas más tarde, con software especializado?
PD: Cuando la amplitud de una onda es máxima, eso significa que la 'fuerza' (potencia o energía) de la onda es máxima, ¿correcto? ¿Como medida en eV o joules (energía) o watts (potencia)? Entonces, ¿es esa una forma en que los detectores pueden detectar y registrar la(s) amplitud(es) y, por lo tanto, la(s) fase(s)?
Y si sabes el tiempo que pasa entre los máximos de energía, ¿también puedes saber la frecuencia/longitud de onda de esa manera?...
Además, ¿hay una forma independiente de saber la dirección de las líneas de campo E? ¿Para saber si la amplitud de la onda en ese momento está 'encima' o 'debajo' de la línea proverbial? Entonces, ¿sabrá si obtendrá una interferencia constructiva o destructiva si otra onda de la misma frecuencia, también en la amplitud máxima, se cruza con ella?
PPS: Si una sola onda o ráfaga extremadamente corta pasa por un detector con una amplitud mínima, ¿podría el detector no detectarlo?
¿Cómo, precisamente, los radioastrónomos detectan (y registran) las fases de las ondas para la interferometría?
La prensa popular siempre habla de "interferir" directamente dos ondas a medida que entran, pero ¿pueden decir la fase exacta de una sola onda?
tl;dr: Es una buena pregunta. No existe tal cosa como "la fase exacta de una sola onda", es solo la diferencia de fase entre las ondas lo que tiene un significado real en las observaciones interferométricas.
"Fase" es una palabra que escuchamos constantemente en todas las formas de interferometría, así como en ingeniería de radio, ingeniería eléctrica, ingeniería de audio, ingeniería y procesamiento de señales, la prensa popular e incluso en la ciencia ficción.
Los voltímetros tienen dos sondas, no una. No hay potencial absoluto (gravitacional, eléctrico, etc.), solo hay diferencias de potencial . La lectura que muestran es el potencial eléctrico de la sonda "+" menos el potencial de la sonda "-".
Es el mismo tipo de cosas cuando se habla de la fase de una onda.
Si se trata de una frecuencia de ~1 GHz cuando golpea la antena, entonces la fase cambia 360° completos cada nanosegundo. Técnicamente, si amplificas y luego digitalizas esa onda 10 veces por nanosegundo, verás el cambio de fase en ~36° entre digitalizaciones.
Pero eso no le dirá nada por sí solo, ya sabe que es ~ 1 GHz, así que eso es lo que espera.
Sin embargo, podría digitalizar dos señales simultáneamente, su señal de ~1 GHz y un oscilador ultraestable de 1 GHz que usa un reloj atómico como referencia.
Ahora, si su señal fuera, digamos, 1,000001 GHz y comparara las fases de las dos señales, vería que la diferencia de fase aumentaba 360° cada milisegundo *.
Pero eso es más fácil de hacer mezclando las dos señales de forma no lineal y escuchando el latido de 1 kHz entre las dos. (Así es como funcionan las radios AM y de onda corta).
Los interferómetros en general toman dos o más muestras de una señal y las interfieren y miran solo las diferencias de fase.
En los experimentos de interferometría astronómica originales (tanto de radio como ópticos), la luz era recolectada por dos colectores cercanos y luego juntada en el medio donde se interfería para medir la diferencia de fase entre los dos.
En grandes arreglos modernos como VLA, ALMA o LOHAR, las señales de muchos receptores se digitalizan individualmente primero, luego se juntan en una gran sala llena de dispositivos electrónicos (principalmente computadoras especializadas) y se interfieren matemáticamente mediante un programa de computadora. Estas grandes máquinas se llaman correladores.
Para ALMA, por ejemplo, las señales de cada plato se llevan al correlador a través de una conexión de fibra óptica.
Pero no hacen esto en la frecuencia de la señal, que puede ser de hasta 1 THz, porque es increíblemente difícil de digitalizar. Primero lo bajan a una frecuencia más baja, del orden de unos pocos GHz, y luego lo digitalizan.
Distribuyen una frecuencia de oscilador local (LO) estable para convertir hacia abajo también por fibra para preservar la estabilidad de fase.
En el caso del Event Horizon Telescope o EHT, los platos están repartidos por toda la Tierra. No pueden conectarlos con enlaces de fibra óptica de suficiente ancho de banda, confiabilidad y continuidad, por lo que registran la diferencia de fase entre la señal entrante y un oscilador local que está conectado a un reloj atómico local y recibe ayuda del GPS.
Esto no es lo suficientemente estable, por lo que también registran señales al mismo tiempo de otro objeto de radio conocido y fuerte y lo incluyen en la fuente de datos.
Todo se graba en discos duros locales que se envían de regreso a una ubicación central donde nuevamente se realiza la interferometría en el software.
asta suave
asta suave
UH oh