引力波探測器第一次打破量子測量障礙

據美國物理學家組織網報道，1個世紀前，世界上最偉大的物理學家愛因斯坦首次預測引力波的存在。1個世紀后，一個全球引力波觀測網絡在探測這種微弱輻射的道路上又往前邁進一步。如果探測到引力波，科學家能夠得出一系列有關宇宙的新發現。

西澳大利亞大學物理學教授、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-布萊爾是一個規模巨大的國際研究小組的西澳大利亞負責人。這個國際研究小組宣布驗證了一種名為“量子擠壓”的新測量技術，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。我們現在知道音障并不是一個無法突破的障礙。這一次的驗證將允許科學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。它們的速度達到光速并且攜帶大量能量。借助于新探測器，科學家據信每周可探測到一次這樣的事件。隨著探測器靈敏度的穩步提高，科學家有望在幾年后探測到引力波。通過“量子擠壓”，科學家能夠觀測到距離地球更遠的引力波源頭。為了提高成功探測到引力波的幾率，科學家需要在南半球安裝一臺探測器，用于鎖定信號位置和降低干擾。

布萊爾指出：“引力波探測器已經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。這種移動非常微小，甚至可以與質子的直徑相提并論。研究結果表明物理學家在提高探測器靈敏度的道路上不斷前進。探測技術的進步將允許科學家了解引力波譜，允許人類第一次聽到引力的聲音。據信，引力波一直像波浪一樣以光速在宇宙中穿行。”(1阿米相當于10的負18米)

根據刊登在《自然-光子學》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的英文首字母縮寫)一臺引力波探測器的靈敏度，超越量子噪聲的極限。這項實驗在華盛頓漢福德的H1探測器上進行。目前，科學家正在研究將壓縮真空轉化成頻率相依的壓縮真空的技術，用于高級LIGO研究項目。