Команда исследователей Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO) в США разработала систему сжатия света для повышения чувствительности обнаружения гравитационных волн.
Разница в квантовых шумах для 11 вариантов сжатия света / © Science (2024). DOI: 10.1126/science.ado8069
В 2017 году команда из Калифорнийского технологического института (Caltech) получила Нобелевскую премию по физике за свою работу, которая привела к разработке обсерватории LIGO и последующему обнаружению гравитационных волн. С тех пор команда LIGO продолжает фиксировать гравитационные волны, одновременно работая над улучшением возможностей детектирования.
Обсерватория LIGO детектирует гравитационные волны с помощью лазера. Лазерный луч разделяют и отправляют по двум длинным перпендикулярным тоннелям, а после собирают обратно с помощью зеркал. Мельчайшие различия в лучах указывают на присутствие гравитационных волн — они расширяют пространство-время в области тоннелей и вносят изменения в параметры лазерного луча.
С момента создания обсерватории ученые знали, что отличить гравитационные волны от квантовых флуктуаций сложно, поэтому они постоянно работают над повышением чувствительности системы.
Исследовательская группа внесла давно готовящиеся изменения в техническое оснащение обсерватории. Команда добавила к детектору специально изготовленный кристалл, а также новые зеркала и линзы. В результате им удалось «сжать» свет в лучах в квантовое состояние. Это позволило снизить мерцание — квантовые колебания и случайные шумы в квантовых полях — в широком диапазоне частот наблюдения и увеличить количество обнаруживаемых гравитационных волн вдвое.
Первоначальные тесты показали, что улучшения помогали обнаруживать только гравитационные волны с высокими частотами. Исследователи внесли дополнительные модификации для обеспечения фиксации гравитационных волн и на низких частотах.
Все усовершенствования, по словам исследователей, привели к «поразительному эффекту» — количество обнаруживаемых гравитационных волн удвоилось. Это открывает возможности для изучения более обширных областей Вселенной. Ученые полагают, что эти улучшения позволят проводить новые научные исследования, такие как изучение черных дыр, слияние которых произошло почти во времена формирования первых звезд.
Статья опубликована в журнале Science.
Комментарии
Сжать свет до квантового состояния. Что значит сжать? По технологии это описано примерно как сконцентрировать//собрать предварительно спектрально разложенный свет из разных источников разной интенсивности. Не самая свежая по-видимому идея, а если не так, то физики дебилы. Что значит до квантового состояния? Из какого изначально? Может стоит внятнее писать подобные околонаучные сказания, даже считая всех читателей идиотами?
Sean, может сблизили фотоны так, что волна одного фотона касается волны другого. Без пробелов.
Коли без пробелов фотоны гуськом движутся, то и получается как целый квант (разделения ведь нет). Значит до квантового.
Может я ошибаюсь.
Sean, Есть на хабре такой физик с ником shkaff, он работает конкретно в этой коллабе и написал пару офигенных статей про сжатие света. Если совсем вкратце, то неопределённости определения амплитуды и фазы фотона связаны неопределённостью Гейнзенберга. В случае с Лиго нас интересует точность измерения фазы, а амплитудой можно и пожертвовать. Сжатый свет это как раз состояние с очень хорошо измеримой фазой, а вся сложность в том, чтобы его в таком состоянии суметь приготовить
Эти исследования напоминают мне опыт по обнаружению эфира (Опыт Майкельсона — Морли). Т.е. эфир сушествует?
Stanislav, вместо эфира у нас сейчас вакуум с его квантовой пеной :) Если бы Майкельсон и Морли смогли построить чуть более точный интерферометр - на 20 порядков более точный - они могли бы случайно поймать гравволны от слияния чд. А вот эфирный ветер они бы не обнаружили