Aufbereitet mit Hilfe künstlicher Intelligenz auf Grundlage spanischsprachiger Informationen. Quelle unter dem Artikel.
La Palma wird zum Zentrum der Quantenastronomie
Das Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) treibt eine völlig neue Art der Universumsbeobachtung voran: Durch die Verbindung von Teleskopen am Roque de los Muchachos mit Quantentechnologie entsteht ein Instrument, das die Astronomie grundlegend verändern könnte. Im Rahmen des Projekts La Palma Quantum Interferometer (LPQI) trafen sich vom 8. bis 10. September am IACTEC in La Laguna auf Teneriffa Projektbeteiligte und institutionelle Vertreter zum LPQI Workshop 2026. Bei diesem Treffen wurden die neuesten Entwicklungen präsentiert und die nächsten Phasen einer Initiative definiert, die mehrere optische Teleskope des Observatoriums am Roque de los Muchachos (ORM) in den Höhen der Gemeinde Villa de Garafía mithilfe von Quantentechnologien miteinander verbinden soll.
Internationale Zusammenarbeit für eine neue Generation der Astronomie
Das Projekt basiert auf einer Zusammenarbeit zwischen Institutionen aus Spanien, Italien, Taiwan und den nordischen Ländern und umfasst derzeit zwei Teleskope des ORM. Die Initiative nutzt Techniken der Interferometrie, um das sichtbare Licht verschiedener Teleskope zu kombinieren und sie als ein einziges Instrument functioning zu lassen. Zum Einsatz kommen dabei sogenannte SPAD-Sensoren – Mikrochips, die einzelne Photonen detektieren und deren Ankunft mit einer zeitlichen Auflösung im Picosekundenbereich registrieren können. Spanische Gruppen des LPQI entwickeln diese Sensoren samt ihrer Elektronik und charakterisieren sie für astronomische Anwendungen.
Durch den Vergleich der Ankunftszeiten von Photonen an Teleskopen, die durch große Entfernungen getrennt sind, kann das System deutlich kleinere Details unterscheiden als jedes Teleskop für sich allein. Die Winkelauflösung – also die Fähigkeit, sehr kleine Details zu erkennen – liegt bei einigen zehn Mikrobogensekunden und damit bis zu tausendmal besser als die des Hubble-Weltraumteleskops. Die Konzentration großer Teleskope am ORM und die außergewöhnliche Qualität des Himmels über La Palma machen die Insel zu einem privilegierten Standort für die Entwicklung dieser Technologie.
Ehrgeizige wissenschaftliche Ziele: Von Schwarzen Löchern bis zu Exoplaneten
Zu den wissenschaftlichen Zielen des Projekts gehören die Erforschung von Schwarzen Löchern und anderen extremen Phänomenen, die Suche nach neuen Wegen zur Entdeckung erdgroßer Exoplaneten, die Bestimmung der Hubble-Konstante – die die Expansionsrate des Universums misst – mithilfe naher Supernovae sowie die Messung der Durchmesser und Atmosphären von Sternen.
Das LPQI stellt eine strategische Entscheidung dar, am Observatorium am Roque de los Muchachos Technologien zu entwickeln, die unsere Art der Universumsbeobachtung verändern können. Für das IAC stärkt dieses Projekt die Rolle des Observatoriums als Referenzumgebung für astronomische Innovation und eröffnet neue Möglichkeiten der wissenschaftlichen und technologischen Zusammenarbeit, mit dem Potenzial, Wissen und Kompetenzen zu schaffen, die auch zur Entwicklung La Palmas beitragen können“, erklärt Valentín Martínez Pillet, Direktor des Instituto de Astrofísica de Canarias.
Erste Phase: LPQI Pathfinder verbindet zwei Teleskope
Die erste Phase mit der Bezeichnung LPQI Pathfinder soll das Nordic Optical Telescope (NOT) und das Telescopio Nazionale Galileo (TNG) miteinander verbinden, die etwa 550 Meter voneinander entfernt stehen, und damit die LPQI-Technologie validieren. Der Fahrplan sieht erste wissenschaftliche Ergebnisse für das Frühjahr 2028 vor, mit einer Winkelauflösung von 160 Mikrobogensekunden. „Der Pathfinder wird es ermöglichen, die Winkelgröße der hellsten Sterne zu messen, und den ersten Schritt hin zu einem größeren Netzwerk von Teleskopen mit Spektrographen darstellen“, erläutert Francisco Prada, Hauptforscher des LPQI-Projekts, assoziierter Forscher des IAC und Forschungsprofessor am Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC).
Wissenschaft, Technologie und Inselentwicklung vereint
Das Programm vereint die wissenschaftliche, technologische und regionale Dimension des LPQI. An der institutionellen Sitzung nahmen Valentín Martínez Pillet, Direktor des IAC, Javier Franco, Generaldirektor der Kanarischen Agentur für Forschung, Innovation und Informationsgesellschaft, sowie Héctor Izquierdo, Sonderbeauftragter für den Wiederaufbau La Palmas, teil. Alle drei beteiligten sich zudem an einer Podiumsdiskussion mit José Joaquín Hernández, Direktor der Ozeanplattform der Kanaren (Plocan), und Vertretern des Zentrums für technologische Entwicklung und Innovation (CDTI) sowie von EMERGE. Themen waren Ausbildung, qualifizierte Beschäftigung und Technologieunternehmen auf der Insel.
Die technischen Sitzungen befassten sich für den LPQI Pathfinder mit der Entwicklung der SPAD-Sensoren, den Kameras, der ultraschnellen Elektronik, der Kühlung, der Zeitsynchronisation, der Integration in die Teleskope NOT und TNG sowie der Datenanalyse mithilfe künstlicher Intelligenz. Die Arbeitsgruppen planten die nächsten Phasen der Integration und Validierung.
Picosekunden-Synchronisation als technische Schlüsselherausforderung
Die Zeitsynchronisation stellt eine der größten technologischen Herausforderungen dar: Über Glasfaserverbindungen müssen die Teleskope eine gemeinsame Zeitreferenz mit einer Präzision von Picosekunden teilen. Eine Picosekunde ist ein Billionstel einer Sekunde – ein Intervall, in dem das Licht gerade einmal 0,3 Millimeter zurücklegt. Die spanischen Projektpartner des LPQI werden das System im Herbst installieren und kalibrieren.
FIRNAS: Erster Spektrograph für das Isaac-Newton-Teleskop
Das Treffen befasste sich zudem mit FIRNAS, dem ersten Spektrographen des LPQI, der für das Isaac-Newton-Teleskop konzipiert wurde. „FIRNAS wird das Sternenlicht in verschiedene Farbbänder aufteilen, um die Empfindlichkeit der Messungen zu verbessern und die Einbindung des Isaac-Newton-Teleskops in das zukünftige LPQI-Netzwerk zu erleichtern“, erklärt Arturo Manchado, Hauptforscher von FIRNAS und LPQI-Verantwortlicher am IAC.
Darüber hinaus wurden Vorschläge für Experimente mit Synchronisationssystemen auf Basis extrem präziser Quantenuhren vorgestellt, die Techniken mit verschränkten Photonen nutzen – Lichtteilchen, deren Eigenschaften miteinander verbunden bleiben. Diese Techniken könnten Informationen über die Phase des Lichts zurückgewinnen und Bilder mit größerer Präzision rekonstruieren. „Die Kombination dieser Photonen mit dem Sternenlicht könnte uns Zugang zu bisher unzugänglichen Informationen verschaffen und die Grundlage für eine neue Generation von Quantenteleskop-Netzwerken am ORM legen“, betont Luis Fernando Rodríguez, LPQI-Mitarbeiter, Hauptforscher des Labors für optische Freiraumkommunikation (FSOC) und Leiter der Elektronikabteilung des IAC.
Von der Astronomie zur Medizin: Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten
Die vom LPQI entwickelten Fähigkeiten können auch in der Quantenkommunikation, den Meereswissenschaften, der Satellitentechnik und der Medizin Anwendung finden. Das Projekt bietet zudem eine Chance, Talente auszubilden und das Innovationsökosystem La Palmas zu stärken.
Der Sonderbeauftragte für den Wiederaufbau La Palmas, Héctor Izquierdo, hat eine Vision für die Insel entworfen, in der Wissenschaft und Technologie ein wachsendes Gewicht in der Inselwirtschaft einnehmen. Die Konsolidierung dauerhafter Forschungszentren, die Entwicklung des LPQI, die Forschung in Vulkanologie und Naturrisiken, die Geothermie, die Ozeanbeobachtung und die blaue Wirtschaft könnten laut den vorgestellten Thesen dazu beitragen, eine echte atlantische Laborinsel zu schaffen, die sich auf Wissensbereiche spezialisiert, in denen La Palma über einzigartige Vorteile verfügt.
Izquierdo betonte zudem, dass diese Transformation die gesamte Gesellschaft und alle produktiven Sektoren erfassen müsse: „Die Wissenschaft kann zu einer technologischeren und wassereffizienteren Landwirtschaft beitragen, zu einem Tourismus mit höherem Mehrwert, der mit Astronomie, Natur und Wissen verbunden ist.“ Das Treffen trieb die Entwicklung des LPQI voran, dessen Reichweite sich in seinem Motto zusammenfassen lässt: „Mehr als Wissenschaft. Eine Insel, die entdeckt. Eine Gesellschaft, die aufblüht.“
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