Nowy przełom laserowy dla fal grawitacyjnych przetestuje podstawowe ograniczenia ogólnej teorii względności

Koncepcja artysty rozchodzenia się fal grawitacyjnych w przestrzeni.

Nowy przełom laserowy, który pomoże zwiększyć zrozumienie fale grawitacyjne.

Naukowcy opracowali konfigurację do walidacji nowego laserowego czujnika samopozycjonującego, który oferuje 1000 razy większą czułość. Po przełożeniu tych prac na detektory fal grawitacyjnych zapewni niespotykaną dotąd precyzję potrzebną do przetestowania podstawowych ograniczeń ogólnej teorii względności i zbadania wnętrz gwiazd neutronowych.

Naukowcy zajmujący się falami grawitacyjnymi z University of Western Australia (UWA) kierowali opracowaniem nowego czujnika trybu laserowego o niespotykanej dotąd dokładności, który będzie używany do badania wnętrz gwiazd neutronowych i testowania podstawowych ograniczeń ogólnej teorii względności.

Fale grawitacyjne to „kosmiczne zmarszczki” w czasoprzestrzeni spowodowane przez niektóre z najbardziej energetycznych i gwałtownych procesów we wszechświecie, takie jak krążące wokół siebie gwiazdy neutronowe lub czarne dziury, zderzenia czarnych dziur, supernowe i zderzenia gwiazd neutronowych.

Współpracownik naukowy z Centrum Doskonałości ds. Wykrywania Fal Grawitacyjnych (OzGrav-UWA) Uniwersytetu Australii Zachodniej (OzGrav-UWA), dr Aaron Jones, powiedział, że UWA koordynuje globalną współpracę ekspertów w dziedzinie fal grawitacyjnych, metapowierzchni i fotoniki uruchomienie nowej metody pomiaru lekkich struktur, zwanej „kodami trybów własnych”.

Detektory fal grawitacyjnych, takie jak klocki LegoVirgo i KAGRA przechowują ogromne ilości energii optycznej, a kilka par luster jest wykorzystywanych do zwiększenia ilości światła laserowego przechowywanego wzdłuż masywnych ramion detektora” – powiedział dr Jones.

„Jednak każda z tych par ma niewielkie zniekształcenia, które rozpraszają światło z dala od idealnego kształtu wiązki laserowej i mogą powodować nadmierne szumy w detektorze, ograniczając czułość i wyłączając detektor.

„Chcieliśmy przetestować pomysł, który pozwoliłby nam powiększyć wiązkę laserową i poszukać małych 'drgań’ o sile, które mogłyby ograniczyć czułość detektorów”.

Urządzenie laserowe do penetracji fal grawitacyjnych

Schemat urządzenia używanego przez naukowców. „f” to ogniskowa obiektywu. Źródło: Uniwersytet Australii Zachodniej

Dr Jones powiedział, że z podobnym problemem boryka się branża telekomunikacyjna, ponieważ naukowcy szukają sposobów na wykorzystanie wielu autokodów do przesyłania większej ilości danych przez światłowody.

„Naukowcy zajmujący się komunikacją opracowali sposób pomiaru autokodów za pomocą prostego urządzenia, ale nie jest ono wystarczająco czułe dla naszych celów” – powiedział. „Wpadliśmy na pomysł wykorzystania superpowierzchni – ultracienkiej powierzchni ze specjalnym wzorem zakodowanym w rozmiarze sub-falowym – i skontaktowaliśmy się ze współpracownikami, którzy mogli nam pomóc w jej stworzeniu”.

Konfiguracja weryfikacji koncepcji była 1000 razy bardziej czuła niż oryginalne urządzenie opracowane przez naukowców zajmujących się komunikacją, a naukowcy będą teraz starali się przełożyć te prace na detektory fal grawitacyjnych.

Fale grawitacyjne to zniekształcenia czasoprzestrzeni spowodowane ruchami obiektów o masie. przypisane mu: ESO/ do. Calsada

Profesor Chunnong Zhao, Associate Senior Research Associate Professor w OzGrav-UWA powiedział, że ewolucja jest kolejnym krokiem naprzód w odkrywaniu i analizowaniu informacji, które zawiera. fale grawitacyjneco pozwala nam obserwować wszechświat na nowe sposoby.

„Rozwiązanie problemu wykrywania wzorców w przyszłych detektorach fal grawitacyjnych jest niezbędne, jeśli mamy zrozumieć wnętrze”. gwiazdy neutronowe Profesor nadzwyczajny Zhao powiedział:

Ten hack jest szczegółowo opisany w badaniu opublikowanym w fizyczny przegląd.

Aby uzyskać więcej informacji na temat tych badań, zobacz Naukowcy zajmujący się falami grawitacyjnymi są pionierami nowego wykrywania w trybie laserowym z niespotykaną dotąd dokładnością.

Odniesienie: „Metasurface-Enhanced Spatial Mode Decomposition” autorstwa Aarona W. Jonesa, Mengyao Wanga, Xuecai Zhanga, Samuela J. Coopera, Shumei Chen, Conora M. Mow-Lowry’ego i Andreasa Freise, 26 maja 2022 A. przegląd fizyczny.
DOI: 10.1103/ PhysRevA.105.053523

You May Also Like

About the Author: Ellen Doyle

"Introwertyk. Myśliciel. Rozwiązuje problemy. Specjalista od złego piwa. Skłonny do apatii. Ekspert od mediów społecznościowych. Wielokrotnie nagradzany fanatyk jedzenia."

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.