引力波探測器第一次打破量子測量障礙

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，1個(gè)世紀(jì)前，世界上最偉大的物理學(xué)家愛因斯坦首次預(yù)測引力波的存在。1個(gè)世紀(jì)后，一個(gè)全球引力波觀測網(wǎng)絡(luò)在探測這種微弱輻射的道路上又往前邁進(jìn)一步。如果探測到引力波，科學(xué)家能夠得出一系列有關(guān)宇宙的新發(fā)現(xiàn)。

西澳大利亞大學(xué)物理學(xué)教授、澳大利亞國際重力研究中心(位于佩思北部87公里)主任大衛(wèi)-布萊爾是一個(gè)規(guī)模巨大的國際研究小組的西澳大利亞負(fù)責(zé)人。這個(gè)國際研究小組宣布驗(yàn)證了一種名為“量子擠壓”的新測量技術(shù)，能夠提高引力波探測器的靈敏度。布萊爾表示：“這是全尺度引力波探測器第一次打破量子測量障礙。這一成就就像突破音障一樣。一些人一度認(rèn)為這是不可能做到的。突破音障證明超音速飛行具有可行性。我們現(xiàn)在知道音障并不是一個(gè)無法突破的障礙。這一次的驗(yàn)證將允許科學(xué)家研制靈敏度更高的引力波探測器。”

引力波就像是太空中的“波浪”，由恒星爆炸、超新星爆炸等極端宇宙事件以及黑洞形成。它們的速度達(dá)到光速并且攜帶大量能量。借助于新探測器，科學(xué)家據(jù)信每周可探測到一次這樣的事件。隨著探測器靈敏度的穩(wěn)步提高，科學(xué)家有望在幾年后探測到引力波。通過“量子擠壓”，科學(xué)家能夠觀測到距離地球更遠(yuǎn)的引力波源頭。為了提高成功探測到引力波的幾率，科學(xué)家需要在南半球安裝一臺(tái)探測器，用于鎖定信號(hào)位置和降低干擾。

布萊爾指出：“引力波探測器已經(jīng)被證明是迄今為止制造的靈敏度最高的引力測量儀器，有能力觀測到幅度只有幾阿米的移動(dòng)。這種移動(dòng)非常微小，甚至可以與質(zhì)子的直徑相提并論。研究結(jié)果表明物理學(xué)家在提高探測器靈敏度的道路上不斷前進(jìn)。探測技術(shù)的進(jìn)步將允許科學(xué)家了解引力波譜，允許人類第一次聽到引力的聲音。據(jù)信，引力波一直像波浪一樣以光速在宇宙中穿行。”(1阿米相當(dāng)于10的負(fù)18米)

根據(jù)刊登在《自然-光子學(xué)》雜志上名為“利用壓縮真空提供LIGO引力波探測器的靈敏度”的研究論文，壓縮的真空被注入電子束分裂器的端口，提高LIGO(激光干涉引力波觀測臺(tái)的英文首字母縮寫)一臺(tái)引力波探測器的靈敏度，超越量子噪聲的極限。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)在華盛頓漢福德的H1探測器上進(jìn)行。目前，科學(xué)家正在研究將壓縮真空轉(zhuǎn)化成頻率相依的壓縮真空的技術(shù)，用于高級(jí)LIGO研究項(xiàng)目。