2 октября
Мария Осетрова
2

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.
Позавчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

Вчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

9 часов назад
Илья Ведмеденко

Российское МВД вооружилось новейшим компактным пистолетом Лебедева. Он должен заменить морально устаревший ПМ, разработанный конструктором Николаем Макаровым еще в 1948 году.

Позавчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Вчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

2 Комментария

3 недели назад
-
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
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: