Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Супертег Наука 2021январь
Наука

"Сжатый" свет поможет поймать гравитационные волны, считают ученые

Читать ria.ru в
Чувствительность установок, которые сейчас пытаются обнаружить предсказанные Эйнштейном гравитационные волны, можно повысить более чем в три раза, если заменить обычные лазеры, при помощи которых ученые пытаются "поймать" эти волны гравитации, на устройства, излучающие так называемый "сжатый" свет, пишут британские и немецкие физики в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

МОСКВА, 11 сен - РИА Новости. Чувствительность установок, которые сейчас пытаются обнаружить предсказанные Эйнштейном гравитационные волны, можно повысить более чем в три раза, если заменить обычные лазеры, при помощи которых ученые пытаются "поймать" эти волны гравитации, на устройства, излучающие так называемый "сжатый" свет, пишут британские и немецкие физики в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

В отличие от "обычного" света, который одновременно является электромагнитной волной и потоком частиц-фотонов, сжатый свет представляет собой упорядоченный "набор" фотонов, поведение которого объясняется квантовыми законами. Свет можно "сжать" при помощи нелинейно-оптических кристаллов - в них свет "расщепляется" на связанные пары фотонов, которые постепенно накапливаются внутри кристалла. Через некоторое время количество фотонов достигает критического значения, и они вылетают из кристалла в виде упорядоченного потока.

Принцип неопределенности Гейзенберга - фундаментальный закон квантовой механики - ограничивает точность измерения скорости и положения частиц. Сжатие света позволяет минимизировать эту неточность - принцип неопределенности превращается из неравенства в равенство, то есть сжатый свет позволяет максимально точно измерить один из двух параметров - его амплитуду или фазу.

Группа физиков под руководством Романа Шнабеля (Roman Schnabel) из Института гравитационной физики Общества Макса Планка в Ганновере использовала сжатый свет для улучшения чувствительности гравитационного детектора GEO600 в городе Зарштедт (Германия).

Эта гравитационная обсерватория, как и два других устройства - американский интерферометр LIGO и французско-итальянская лаборатория Virgo - пытается "поймать" так называемые гравитационные волны - колебания пространства-времени, существование которых предсказывает общая теория относительности Альберта Эйнштейна.

Такие волны, согласно теории, испускает любая материя, движущаяся с ускорением. Чем выше ускорение и масса объекта, тем они "выше". Потенциальные источники этих волн, в числе которых - пары нейтронных звезд и белых карликов - расположены так далеко от Земли, что исходящие от них волны практически невозможно зафиксировать из-за того, что они сливаются с общим гравитационным фоном.

Как отмечают Шнабель и его коллеги, гравитационные волны не удается обнаружить из-за недостаточной точности лазерных интерферометров - устройств, измеряющих искажения расстояния между двумя половинками детектора при помощи лазерного луча.

Физики собрали несколько излучателей сжатого света и заменили ими часть обычных лазеров в детекторе GEO600. Как утверждают авторы статьи, это улучшило чувствительность гравитационной обсерватории GEO600 примерно в 3,4 раза. В отличие от "обычных" лазеров, излучатели сжатого света не нагревают зеркала детектора - это позволит охладить обсерваторию до температур, близких к абсолютному нулю, что еще раз повысит его точность.

Ученые предполагают, что точность GEO600 можно будет повысить примерно в десять раз, если улучшить другие оптические компоненты обсерватории - зеркала, линзы и фотодатчики.

 
 
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала