新的引力波探測器能“聽”到6倍的宇宙之聲
引力波探測器受到基本量子噪聲的限制:***種它們永遠無法消除的持續“嗡嗡聲”。但現在物理學******近改進了***種名為“壓縮真空光場”(Squeezing)的技術,可以讓下***代探測器的靈敏度提高***倍。
所有在宇宙中游蕩的引力波都非常微弱。當它們沖過地球時,即使是***強的波浪,晃動的幅度也不會超過***個原子核的寬度。我們的探測器(如LIGO和VIRGO)來回彈射激光束,以測量這些微小的差異。但當他們這樣做時,他們會遇到量子力學的基本不確定性。
這種基本的不確定性被稱為海森堡不確定性原理。即某些測量集(比如說,粒子的位置和動量,或者光束的相位和亮度)永遠不可能像我們想要的那樣精確。這種不確定性限制了我們能探測到的引力波的大小——它們必須比那個由于不確定性原理而產生的背景量子“噪聲”更大。
現在,GEO600研究人員在引力波探測器中實現了有史以來***強的壓縮真空光場。他們將量子力學噪聲降低至原來的二分之***。這對愛因斯坦望遠鏡和宇宙探測器等第三代探測器來說是***大進步。
來自馬克斯-普朗克引力物理研究所(阿爾伯特-愛因斯坦研究所;AEI)和漢諾威萊布尼茨大學引力物理研究所的GEO600團隊,與卡迪夫大學和格拉斯哥大學的合作伙伴***起將量子背景噪聲降低至原來的二分之***。科學***們將這***成就稱為6dB的壓縮真空光場水平。
“我們專注于優化和表征GEO600的壓縮真空光場及其與探測器的接口。與沒有壓縮光場的探測器相比,現在宇宙的可觀測體積在高頻下增加了8倍,”GEO600的***席科學***、發表在《物理評論快報》上的第***作者James Lough博士說:“這可能有助于提高我們對中子星的理解?!?br/>
研究團隊利用新設計和定制的光學元件,并通過優化壓縮真空光場的光學設置以及如何將其輸出輸入探測器,實現了新的記錄。
AEI主任和漢諾威萊布尼茨大學引力物理研究所主任Karsten Danzmann教授說,“我們相信,在GEO600,我們可以達到10分貝,這是未來引力波探測器所需的壓縮真空光場水平。”
注:文章來源于前瞻網