美國激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)的一組研究人員開發了一種光壓縮系統,以提高探測引力波的靈敏度。
2017 年,加州理工學院 (Caltech) 的一個團隊因其在 LIGO 天文臺的發展和隨后的引力波探測方面的工作而獲得諾貝爾物理學獎。此后,LIGO團隊繼續探測引力波,同時致力于提高探測能力。
LIGO 天文臺使用激光探測引力波。激光束被分開并通過兩個長的垂直隧道發送,然后使用鏡子收集回來。光束中的微小差異表明引力波的存在——它們擴大了隧道區域的時空并改變了激光束的參數。
課題組對天文臺的技術設備進行了準備已久的改造。該團隊在探測器上添加了定制晶體,以及新的鏡子和透鏡。結果,他們能夠將光線中的光“壓縮”成量子態。這減少了在較寬的觀測頻率范圍內的閃爍(量子場中的量子波動和隨機噪聲),并使可檢測的引力波的數量增加了一倍。
初步測試表明,這些改進僅有助于探測高頻引力波。研究人員進行了額外的修改,以確保在低頻下也能檢測到引力波。
研究人員表示,所有這些改進都產生了“驚人的效果”——可探測到的引力波數量增加了一倍。這為研究宇宙更大區域提供了機會。科學家們相信,這些改進將使新的科學研究成為可能,例如對第一批恒星形成時合并的黑洞的研究。