|
Новая схема для обнаружения гравитационных волн
|
|
|
|
Ученые из Института физики высоких энергий (IHEP) Академии наук Китая предложили инновационный метод обнаружения гравитационных волн с использованием мессбауэровского резонанса. Их результаты, недавно опубликованные в журнале Science Bulletin, подчеркивают новый подход, который может произвести революцию в изучении гравитационных волн.
|
|
|
|
Аналогично чувствительности глаз лягушки к движению, совершенно новая стационарная мессбауэровская установка особенно чувствительна к изменяющимся во времени энергетическим сдвигам, вызванным колебаниями пространства-времени, и позволяет реконструировать как направление, так и поляризацию гравитационных волн.
|
|
|
|
Эффект Мессбауэра, который включает в себя излучение и поглощение рентгеновских фотонов без отдачи ядрами, связанными в кристаллическую решетку, был ключевым открытием, отмеченным Нобелевской премией по физике 1961 года. Известный своей исключительной точностью, этот эффект был впервые использован для проверки гравитационного красного смещения в знаменитом эксперименте Harvard tower и с тех пор широко применяется в материаловедении и химии, а также при разработке мессбауэровской спектроскопии.
|
|
|
В этом последнем предложении ученые IHEP исследуют потенциал стационарной мессбауэровской системы, в которой гравитационные сдвиги частоты, вызванные изменениями высоты, могут заменить традиционный доплеровский сдвиг, используемый в дифференциальной мессбауэровской спектрометрии. Для таких изотопов, как 109Ag, которые обладают чрезвычайно узкой относительной шириной линии, равной 10-22, этот метод позволяет определить пространственную локализацию мессбауэровского резонанса с точностью до 10 микрон.
|
|
|
|
"Мы пришли к выводу, что локальное гравитационное поле является превосходным измерителем для калибровки энергии, когда речь заходит о гравитационном сдвиге", - сказали проф. Юй Гао и проф. Хуацяо Чжан (IHEP). Идея возникла во время обсуждения вопроса о том, могут ли ядерные системы зондировать энергетический сдвиг фотонов на фоне гравитационных волн.
|
|
|
|
Когда гравитационные волны проходят, они вызывают колебания энергии мессбауэровских фотонов. Под воздействием локального гравитационного поля эти колебания приводят к вертикальным смещениям резонансного пятна. Согласно расчетам команды, при достаточном пространственном разрешении установка может достичь замечательной чувствительности к гравитационным волнам.
|
|
|
|
"Мессбауэровская спектроскопия с ее непревзойденной точностью стала бесценным инструментом в различных областях исследований", - сказал проф. Вэй Сюй из IHEP. - Внедряя этот новый сценарий обнаружения, мы стремимся воплотить эту концепцию в жизнь в современных лабораторных условиях".
|
|
|
|
Современные детекторы высоких энергий с превосходным пространственным и временным разрешением позволяют отслеживать мессбауэровский резонанс в режиме реального времени. В статье предлагается новая схема, в которой детекторы расположены по кругу вокруг активированного серебряного источника, что повышает чувствительность не только к силе гравитационных волн, но и к направлению их распространения и углу поляризации.
|
|
|
|
Источник
|
