리고의 중력파 검출기 중 하나에 양자“스 퀴저”장치를 설치하는 연구. 이미지 : Lisa Barsotti
세계 최고의 중력파 검출기는 이제 소위 양자 진공 "스 퀴저"를 사용하여 공간 진공에서 소량의 변동으로 인해 발생하는 미묘한 "소음"을 줄입니다. 그렇지 않으면 약한 중력 신호가 중성자 별, 블랙과 충돌하는 것을 방지 할 수 있습니다 구멍과 다른 극단적 인 사건.
미국과 유럽의 처녀 자리 협력에서 레이저 간섭계 중력파 관측소 (LIGO)에서 사용되는이 기술은 감도를 획기적으로 향상시켜 기기의 범위를 넓혔습니다. 예를 들어, LIGO는 범위가 15 % 증가한 반면 Virgo 장비는 중성자 병합을 감지하는 능력이 26 % 향상되었습니다.
천체 물리학과의 대리석 교수 인 네르 기스 마발 발라 (Nergis Mavalvala)는“감지 속도가 올라가면 연구 할 것이 많기 때문에 우리가 알고있는 출처에 대해 더 많이 이해하고있을뿐 아니라 알려지지 않은 것을 발견 할 수있는 잠재력이 온다”고 말했다. MIT 물리학 과장. "우리는 더 넓은 그물을 던지고 있습니다."
LIGO는 루이지애나 리빙스턴 근처와 워싱턴 핸 포드 근처에있는 두 개의 동일한 탐지기로 구성됩니다. 두 설치 모두 L 모양으로 연장되는 2.5 마일 길이의 암이 특징입니다.
극한의 진공 상태로 유지되는 각 암의 거울 사이에서 앞뒤로 튀어 나오는 레이저 빔 타이밍의 미묘한 차이를 측정함으로써 과학자들은 중력파의 통과를 감지하여 파열되는 공간을 늘리고 압축합니다.
계측기의 감도는 터널 진공에서 양자 수준의 생성 및 광자의 소멸로 인한 간섭, "크래킹"또는 "포핑"이라고하는 매우 미묘한 현상으로 인해 부분적으로 제한됩니다.
MIT의 Kavli Institute of Astrophysics and Space Research의 리사 바르 소티 (Lisa Barsotti) 연구원은“우리의 측정은 양자 진공이 중요하기 때문에 매우 민감하다”고 말했다.
퀀텀 스 퀴저 기술은“광학 파라 메트릭 발진기 (optical parametric oscillator, OPO)”(미러 구성 내에 작은 결정을 유지하는 나비 모양의 장치)를 중심으로 구축되었다고 MIT는 밝혔다. “연구자들이 레이저 빔을 결정으로 향하게 할 때, 결정의 원자는 위상과 진폭의 특성을 재배 열하는 방식으로 레이저와 양자 진공 사이의 상호 작용을 촉진하여 새로운“압착 된”진공을 생성합니다. 평소와 같이 감지기의 팔”
"이 압착 된 진공은 일반 진공보다 작은 위상 변동을 가지고있어 과학자들이 중력파를 더 잘 감지 할 수 있습니다."
Mavalvala는“스푸키 한”양자 진공은 사실상“자연의 법칙을 실제로 위반하지 않고 조작”되었다고 말했다. … 그것은 우리가 때때로 자연을 돌아 다닐 수 있다고 말합니다. 항상 그런 것은 아니지만 가끔은 그렇지 않습니다.”
압착기 기술과 그 결과 중력파 감도 개선은 Virgo와 LIGO 공동 작업에 의해 Physical Review Letters에 발표 된 논문에서 논의됩니다.
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