• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.10.2021
Мария Осетрова
4
15 191

Новый материал позволит физикам ловить гравитационные волны ежедневно

4.7

С покрытием из оксидов титана и германия зеркала в детекторе гравитационных волн LIGO в два раза снизят уровень фонового шума. Это, в свою очередь, увеличит объем космического пространства, который можно будет исследовать при следующем запуске детектора.

Стекло с нанесенным покрытием из оксидов титана и германия / © Caltech
Стекло с нанесенным покрытием из оксидов титана и германия / © Caltech

С момента первого обнаружения гравитационных волн в 2015 году лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO и европейская коллаборация Virgo зафиксировали десятки подобных событий. Существование гравитационных волн еще в начале прошлого века предсказал Альберт Эйнштейн. Он предположил, что ускоренное движение объектов с мощной гравитацией может вызывать волны, создающие искривления в пространстве-времени. Изучая гравитационные волны, ученые надеются ответить на фундаментальные вопросы о нашей Вселенной: например, как формируются черные дыры.

Один из ограничивающих факторов для обнаружения гравитационных волн — свойства отражающего покрытия 40-килограммовых зеркал в каждой из двух обсерваторий LIGO (в Ливингстоне, штат Луизиана, и в Хэнфорде, штат Вашингтон). Огромные зеркала расположены перпендикулярно друг другу на расстоянии четырех километров от источника лазерного излучения. В каждом из плеч такой Г-образной системы свет доходит до зеркала, отражается, возвращается и попадает в детектор. Если на своем пути луч лазера встречает гравитационные волны, которые растягивают и сжимают пространство, это влияет на время его прибытия в детектор.

Упрощенная схема детектора LIGO / © Abbott, B. P. et al. – Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration) Phys. Rev. Lett. 116, 061102 doi:10.1103/PhysRevLett.116.061102

Чем лучше зеркала отражают свет лазера, тем выше чувствительность. Трудность в том, что любые движения зеркал, даже тепловые колебания атомов их покрытия, повышают уровень шума, и выделить сигнал от гравитационных волн становится сложнее.

Частично решить эту проблему удалось исследователям из Калифорнийского технического института, Государственного университета Колорадо, Монреальского университета и Стэнфордского университета. Они описали новый тип покрытия из оксида титана и оксида германия (44% TiO2 и 56% GeO2), которое уменьшит фоновый шум в зеркалах LIGO в два раза, тем самым в восемь раз увеличивая объем космического пространства, которое LIGO сможет исследовать при следующем запуске. Наносили покрытие методом ионно-лучевого распыления, при котором атомы титана и германия отделяются от источника, затем соединяются с кислородом и затем осаждаются на стекле для создания тонких слоев атомов.

С новым покрытием ученые будут обнаруживать гравитационные волны значительно чаще: вместо одного события в неделю — одно или даже несколько в день, считает Дэвид Рейтце (David Reitze), исполнительный директор лаборатории LIGO в Калифорнийском технологическом институте. Есть шанс, что проверить это на практике удастся при пятом запуске LIGO, старт которого запланирован на 2024/2025 год.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале Physical Review Letters.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Вчера, 15:33
Михаил Орлов

В контексте изменений климата обычно говорят о таянии ледников, однако ученые отмечают, что некоторые крупные скопления льда на Антарктическом полуострове за последние 20 лет заметно выросли. Причиной могут быть изменения атмосферной циркуляции и перераспределение массы антарктических льдов ближе к берегу.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария

27.12.2021
-
0
+
Смешные учёные. Пытаются поймать и замерить природу того чего не понимают? И "первое обнаружение" гравитационных волн в 2015 году лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория LIGO и европейская коллаборация Virgo это или наивное безграмотное заблуждение или введение в заблуждение научного мира. Они не понимают что делают.
-
0
+
Любопытно, что в личной жизни Эйнштейна побудило его назвать изменения параметров пространства его искривлением?..
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: