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新的引力波探測器能“聽”到6倍的宇宙之聲

儀器網(wǎng)小編2021-02-09 16:05:38

引力波探測器受到基本量子噪聲的限制:***種它們永遠(yuǎn)無法消除的持續(xù)“嗡嗡聲”。但現(xiàn)在物理學(xué)******近改進(jìn)了***種名為“壓縮真空光場”(Squeezing)的技術(shù),可以讓下***代探測器的靈敏度提高***倍。
 
所有在宇宙中游蕩的引力波都非常微弱。當(dāng)它們沖過地球時,即使是***強的波浪,晃動的幅度也不會超過***個原子核的寬度。我們的探測器(如LIGO和VIRGO)來回彈射激光束,以測量這些微小的差異。但當(dāng)他們這樣做時,他們會遇到量子力學(xué)的基本不確定性。
 
這種基本的不確定性被稱為海森堡不確定性原理。即某些測量集(比如說,粒子的位置和動量,或者光束的相位和亮度)永遠(yuǎn)不可能像我們想要的那樣精確。這種不確定性限制了我們能探測到的引力波的大小——它們必須比那個由于不確定性原理而產(chǎn)生的背景量子“噪聲”更大。
 
現(xiàn)在,GEO600研究人員在引力波探測器中實現(xiàn)了有史以來***強的壓縮真空光場。他們將量子力學(xué)噪聲降低至原來的二分之***。這對愛因斯坦望遠(yuǎn)鏡和宇宙探測器等第三代探測器來說是***大進(jìn)步。
 
來自馬克斯-普朗克引力物理研究所(阿爾伯特-愛因斯坦研究所;AEI)和漢諾威萊布尼茨大學(xué)引力物理研究所的GEO600團(tuán)隊,與卡迪夫大學(xué)和格拉斯哥大學(xué)的合作伙伴***起將量子背景噪聲降低至原來的二分之***。科學(xué)***們將這***成就稱為6dB的壓縮真空光場水平。
 

“我們專注于優(yōu)化和表征GEO600的壓縮真空光場及其與探測器的接口。與沒有壓縮光場的探測器相比,現(xiàn)在宇宙的可觀測體積在高頻下增加了8倍,”GEO600的***席科學(xué)***、發(fā)表在《物理評論快報》上的第***作者James Lough博士說:“這可能有助于提高我們對中子星的理解?!?br/> 
研究團(tuán)隊利用新設(shè)計和定制的光學(xué)元件,并通過優(yōu)化壓縮真空光場的光學(xué)設(shè)置以及如何將其輸出輸入探測器,實現(xiàn)了新的記錄。
 
AEI主任和漢諾威萊布尼茨大學(xué)引力物理研究所主任Karsten Danzmann教授說,“我們相信,在GEO600,我們可以達(dá)到10分貝,這是未來引力波探測器所需的壓縮真空光場水平?!?br/>




注:文章來源于前瞻網(wǎng)

(來源: 儀器網(wǎng)小編)


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