In Science-Fiction – wie zum Beispiel in Star Trek – war die interstellare Kommunikation nie ein Problem; Alles, was Sie brauchten, war, dass Urhura die Ruffrequenzen für das Sternenflottenkommando öffnete. Aber im realen Universum wirft die Kommunikation zwischen Sternensystemen mit der aktuellen Funktechnologie ein Dilemma auf. Es gibt heute auch ein sehr reales Problem für den Betrieb von Raumfahrzeugen, da Kommunikationen unmöglich sind, wenn ein planetarischer Körper das Signal blockiert. Eine der ausgefalleneren Methoden, die zur Lösung von Kommunikationsproblemen im Weltraum vorgeschlagen wurden, bestand darin, eine Technik zu entwickeln, die Neutrinos verwendet. Aber jetzt stellt sich heraus, dass die Verwendung von Neutrinos für die Kommunikation keine so verrückte Idee ist: Die Kommunikation mit Neutrinos wurde zum ersten Mal erfolgreich getestet.
Wissenschaftler der MINERvA-Kollaboration am Fermi National Accelerator Laboratory haben mit Neutrinos erfolgreich eine Nachricht durch 240 Meter Gestein übertragen. Das Team sagt, ihre Demonstration „zeigt die Machbarkeit der Verwendung von Neutrinostrahlen, um eine Kommunikationsverbindung mit niedriger Rate bereitzustellen, unabhängig von einer bestehenden elektromagnetischen Kommunikationsinfrastruktur“.
Layout der NuMI-Strahllinie, die als Neutrinoquelle verwendet wird, und des MINERvA-Detektors. Quelle: Stancil et al.
Die Wissenschaftler verwendeten den 170 Tonnen schweren MINERvA-Detektor am Fermilab und eine NuMI-Beamline, einen leistungsstarken, gepulsten Beschleunigerstrahl, um Neutrinos zu erzeugen. Sie waren in der Lage, den gepulsten Strahl zu manipulieren und ihn – für ein paar Stunden – in eine Art „Neutrino-Telegraph“ zu verwandeln, so das R&D-Magazin.
„Es ist beeindruckend, dass der Beschleuniger dafür flexibel genug ist“, sagt Fermilab-Physikerin Debbie Harris, Co-Sprecherin des MINERvA-Experiments.
Die Verbindung erreichte eine decodierte Datenrate von 0,1 Bit/s mit einer Bitfehlerrate von 1 % über eine Entfernung von 1,035 km, die 240 m Erde umfasste, sagten die Wissenschaftler.
Für den Test übermittelten Wissenschaftler das Wort „Neutrino“. Der MINERvA-Detektor dekodierte die Nachricht mit einer Genauigkeit von 99 Prozent nach nur zwei Wiederholungen des Signals.
Angesichts der begrenzten Reichweite, der niedrigen Datenrate und der extremen Technologien, die zum Erreichen dieses Ziels erforderlich sind, schrieb das Team jedoch in seinem Artikel, dass „für die ‚praktische‘ Anwendung erhebliche Verbesserungen bei Neutrinostrahlen und Detektoren erforderlich sind“.
Während also dieser erste Erfolg Hoffnung macht, Neutrinos irgendwann für die Weltraumkommunikation nutzen zu können, wird diese Kommunikationsmethode sehr wahrscheinlich in der Welt bleiben, bis Physiker intensivere Neutrinostrahlen erzeugen, bessere Neutrinodetektoren bauen oder eine einfachere Technik entwickeln Reich der Science-Fiction.
Lesen Sie das Papier des Teams: Demonstration der Kommunikation mit Neutrinos
Quelle: F&E
