• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
02.10.2021
Мария Осетрова
4
15 447

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 / Автор: Иван Беляев

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, 14:24
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

Позавчера, 11:39
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

Позавчера, 17:59
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

13 июля
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария
vlasov
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?
Причина отклонения
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