Новости космоса и технологий. » Физика » Физики разработали метод повышения чувствительности детектора гравитационных волн

Физики разработали метод повышения чувствительности детектора гравитационных волн

Опубликовал: Admin, 26-09-2020, 01:01, Физика, 47, 0

Физики разработали метод повышения чувствительности детектора гравитационных волн

Детекторы гравитационных волн открыли новое окно во Вселенную, измерив рябь в пространстве-времени, возникающую при столкновении черных дыр и нейтронных звезд, но в конечном итоге они ограничены квантовыми флуктуациями, вызванными отражением света от зеркал. LSU Ph.D. Выпускник факультета физики Джонатан Крайп и его команда исследователей LSU провели новый эксперимент с учеными из Калифорнийского технологического института и Thorlabs, чтобы изучить способ отменить это квантовое обратное действие и улучшить чувствительность детектора.

В новой статье в Физический обзор X , исследователи представляют метод устранения квантового обратного воздействия в упрощенной системе с использованием зеркала размером с человеческий волос и показывают, что движение зеркала уменьшается в соответствии с теоретическими предсказаниями. Исследование было поддержано Национальным научным фондом.

Несмотря на использование 40-килограммовых зеркал для обнаружения проезда гравитационные волны , квантовые флуктуации света нарушают положение зеркал, когда свет отражается. Как детекторы гравитационных волн продолжают становиться более чувствительными с постепенными обновлениями, это квантовое обратное действие станет фундаментальным ограничением чувствительности детекторов, затрудняя их способность извлекать астрофизическую информацию из гравитационных волн.

«Мы представляем экспериментальный стенд для изучения и устранения обратного квантового воздействия», - сказал Крайп. «Мы проводим два измерения положения макроскопического объекта, в движении которого преобладает квантовое обратное действие, и показываем, что путем простого изменения схемы измерения мы можем удалить Квантовые эффекты Из измерения смещения. Используя корреляции между фазой и напряженностью оптического поля устраняется обратное квантовое воздействие ».

Гаррет Коул, технический менеджер Thorlabs Crystalline Solutions (Crystalline Mirror Solutions была приобретена Thorlabs Inc. в прошлом году), и его команда сконструировали микромеханические зеркала из эпитаксиального многослойного материала, состоящего из чередующихся GaAs и AlGaAs. произвел внешний литейный завод, IQE North Carolina. кристаллическая структура в то время как Коул и его команда, включая инженеров-технологов Паулу Хеу и Дэвида Фоллмана, производили устройства на производственном предприятии Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.

«Выполняя это измерение на зеркале, видимом невооруженным глазом - при комнатной температуре и на частотах, слышимых человеческим ухом, - мы приближаем тонкие эффекты квантовой механики к сфере человеческого опыта», - сказал доктор философии ЛГУ. кандидат Торри Каллен. «Приглушив квантовый шепот, мы теперь можем слушать более тонкие ноты космической симфонии».

«Это исследование особенно актуально, потому что обсерватория гравитационных волн с лазерным интерферометром, или LIGO, только что в прошлом месяце объявила в Nature, что они наблюдали эффекты квантового шума радиационного давления в обсерватории LIGO Ливингстон», - сказал Томас Корбитт, доцент кафедры Факультет физики и астрономии ЛГУ.

Работу над этой статьей «Квантовые корреляции между светом и зеркалами LIGO массой килограмм» возглавили Нергис Мавалвала, декан Школы наук Массачусетского технологического института, а также постдокторант Хаокун Ю и ученый-исследователь Ли Маккаллер. в Институте астрофизики и космических исследований MIT Кавли.

«Квантовый шум радиационного давления уже проявляется в минимальном уровне шума в Advanced LIGO, и вскоре он станет ограничивающим источником шума в детекторах GW», - сказал Мавалвала. «Более глубокие астрофизические наблюдения будут возможны только в том случае, если мы сможем уменьшить его, и этот прекрасный результат группы Корбитта из LSU демонстрирует методику для этого».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии