Тише, шёпот квантов: как LIGO удвоила свою чувствительность в поисках гравитационных волн?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Наука и космос

Вселенная говорит с нами на языке гравитационных волн — едва уловимых колебаний пространства-времени, рожденных самыми грандиозными космическими катаклизмами. Чтобы услышать этот шепот, ученые создали невероятно чувствительные инструменты, подобные лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO. Однако на пути к расшифровке космических посланий встала неожиданная преграда — квантовый шум.

Представьте себе, что вы пытаетесь расслышать тихий разговор на шумной улице. Гул машин, голоса прохожих — все это мешает вам уловить смысл слов. Подобная ситуация складывалась и с LIGO: мельчайшие флуктуации квантовых полей, пронизывающих все сущее, включая сам свет лазера, заглушали слабые сигналы гравитационных волн.

LIGO и гравитационные волны, абстрактная иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Но исследователи не сдались. Они нашли способ «приглушить» квантовый шум, используя метод, известный как «сжатие света». Добавив в детектор специальный кристалл, линзы и зеркала, ученые смогли изменить квантовые свойства лазерного света таким образом, что корреляции между его частицами начали подавлять нежелательные флуктуации.

LIGO
Автор: By LIGO Laboratory — https://web.archive.org/web/20170614214509/http://www.ligo.org/multimedia/gallery/lho-images/Aerial5.jpg, Public Domai

Первые эксперименты со сжатым светом в 2020 году показали многообещающие результаты, но метод работал только для гравитационных волн высоких частот. Перед запуском LIGO в 2023 году исследователи усовершенствовали процесс сжатия, сделав его эффективным для всего спектра частот.

Принцип детектирования (данные на момент 2015 года)
Автор: Abbott, B. P. et al. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole MergerB. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration) Phys. Rev. Lett. 116, 061102 doi:10.1103/PhysRevLett.116.061102, CC BY 3.0 Источник: commons.wikimedia.org

Результат превзошел все ожидания. Количество регистрируемых гравитационных волн практически удвоилось! LIGO словно обрела «второе зрение», позволяющее заглянуть в еще более отдаленные уголки Вселенной и стать свидетелем событий, ранее недоступных для наблюдения.

Это достижение открывает перед астрофизиками захватывающие перспективы. Теперь LIGO сможет увидеть слияния черных дыр в эпоху формирования первых звезд, уловить гравитационные волны, излучаемые вращающимися нейтронными звездами, и, возможно, даже прикоснуться к гравитационно-волновому фону Вселенной — реликту самых ранних этапов ее существования.

Каждый шаг в сторону повышения чувствительности детекторов — это шаг навстречу новым открытиям, которые могут перевернуть наши представления о космосе. LIGO, преодолев барьер квантового шума, вступила в новую эру гравитационно-волновой астрономии, полную невероятных находок и захватывающих загадок.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Десять лет назад Samsung выпустила смартфон Z, но это был первый аппарат на базе ОС Tizen

К началу 2015 года Android стала единой операционной системой для смартфонов, практически полностью вытеснив с рынка своих конкурентов. Однако не все компании были готовы мириться с данной...

Как не завалиться на экзамене в ГАИ: вредные вопросы — билет 7, вопрос 3

Есть такие вопросы в экзамене по ПДД, которые внезапно для курсантов, или бывалых водителей, берут и меняются вместе с теорией — тихо и незаметно. Это ведет к неизбежным провалам, если в...

Ученые предупреждают: таяние ледников может освободить неизвестные человечеству вирусы и бактерии

Исследования в Сибири и на Аляске выявили вирусы, возраст которых достигает 48 500 лет. Некоторые из них до сих пор сохраняют способность инфицировать живые организмы. Глобальное потепление...

От Daewoo к Chevrolet: как Узбекистан стал вторым рынком General Motors в мире

Узбекистан, край древних городов и шёлковых путей, в последние годы переживает настоящий автомобильный бум. Представьте себе, еще в 2022 году с конвейеров местных заводов сошло 333 тысячи машин....

Почему микроавтобус Nysa 522 стал любимцем советских водителей?

Маленькие «рабочие лошадки», способные быстро доставить товар или перевезти людей, были настоящей редкостью в Советском Союзе. В стране, где промышленность в основном обслуживала нужды армии,...

Почему современные автомобильные двигатели превращаются в «одноразовые»: разбираемся в причинах их недолговечности

Хочу поделиться наболевшим. Я не механик и не инженер, но, как и вы, сталкиваюсь с проблемами современных автомобилей. И знаете, что меня больше всего поражает? Вот эти новые, навороченные,...