|
Новый подход к обнаружению гравитационных волн
|
|
|
|
Ученые представили новый подход к обнаружению гравитационных волн в диапазоне частот в миллигерц, обеспечивающий доступ к астрофизическим и космологическим явлениям, которые невозможно обнаружить с помощью современных приборов.
|
|
|
|
Гравитационные волны — рябь в пространстве—времени, предсказанная Эйнштейном, - наблюдались на высоких частотах с помощью наземных интерферометров, таких как LIGO и Virgo, и на сверхнизких частотах с помощью временных матриц пульсаров. Однако среднечастотный диапазон оставался для науки "белым пятном".
|
|
|
|
Новая концепция детектора, разработанная исследователями из университетов Бирмингема и Сассекса, использует передовые технологии оптического резонатора и атомных часов для обнаружения гравитационных волн в неуловимом диапазоне частот в миллигерц (10-100 Гц).
|
|
|
|
Опубликовав свое предложение в журнале Classical and Quantum Gravity, ученые представили детектор, который использует достижения в технологии оптических резонаторов, первоначально разработанных для оптических атомных часов, для измерения крошечных фазовых сдвигов в лазерном излучении, вызванных проходящими гравитационными волнами. В отличие от крупномасштабных интерферометров, эти детекторы компактны и относительно невосприимчивы к сейсмическим и ньютоновским помехам.
|
|
|
|
|
|
|
Соавтор исследования доктор Вера Гуаррера (Vera Guarrera) из Бирмингемского университета прокомментировала: "Используя технологию, разработанную в контексте оптических атомных часов, мы можем расширить возможности обнаружения гравитационных волн до совершенно нового частотного диапазона с помощью приборов, которые помещаются на лабораторном столе. Это открывает захватывающие возможности для создания глобальной сети таких детекторов и поиска сигналов, которые в противном случае оставались бы скрытыми еще как минимум десять лет".
|
|
|
|
Ожидается, что диапазон частот в миллигерц, который иногда называют "средним диапазоном", будет принимать сигналы от различных астрофизических и космологических источников, включая компактные двойные системы белых карликов и слияния черных дыр. Амбициозные космические миссии, такие как LISA, также нацелены на этот диапазон частот, но их запуск запланирован на 2030-е годы. Предлагаемые оптические резонаторные детекторы могли бы начать исследование этой территории уже сейчас.
|
|
|
|
Соавтор исследования, профессор Ксавье Калмет (Xavier Calmet) из Университета Сассекса, прокомментировал: "Этот детектор позволяет нам тестировать астрофизические модели двойных систем в нашей галактике, исследовать слияния массивных черных дыр и даже искать стохастические данные о ранней Вселенной. С помощью этого метода у нас есть инструменты для того, чтобы начать зондировать эти сигналы с земли, открывая путь для будущих космических полетов".
|
|
|
|
Несмотря на то, что будущие космические миссии, подобные LISA, будут обеспечивать превосходную чувствительность, до начала их эксплуатации еще более десяти лет. Предлагаемые оптические резонаторные детекторы обеспечивают немедленное и экономичное исследование диапазона в миллигерц.
|
|
|
|
Исследование также предполагает, что интеграция этих детекторов с существующими сетями синхронизации может расширить возможности обнаружения гравитационных волн до еще более низких частот, дополняя высокочастотные обсерватории, такие как LIGO.
|
|
|
|
Каждый модуль состоит из двух ортогональных сверхстабильных оптических резонаторов и опорного устройства атомной частоты, что позволяет многоканально регистрировать сигналы гравитационных волн. Такая конфигурация не только повышает чувствительность, но и позволяет идентифицировать поляризацию волны и направление источника.
|
|
|
|
Источник
|
