Все новости

Зеркало гравитационной обсерватории LIGO полностью обездвижили

Это нужно, чтобы детектор стал еще точнее
Гравитационная обсерватория LIGO The Virgo collaboration/CC0/Wikimedia Commons
Описание
Гравитационная обсерватория LIGO
© The Virgo collaboration/CC0/Wikimedia Commons

ТАСС, 18 июня. Ученые охладили одно из зеркал детектора гравитационных волн LIGO до такой степени, что оно перестало совершать случайные движения. Благодаря этому наблюдения за колебаниями пространства – времени станут гораздо точнее, пишут исследователи в научном журнале Science.

Детектор LIGO в 2015 году подтвердил существование предсказанных Альбертом Эйнштейном гравитационных волн. Он представляет собой гигантский оптический интерферометр – устройство, которое может отслеживать малейшие смещения в положенит двух зеркал, которые максимально изолированы от окружающей среды. Для этого фотосенсоры непрерывно наблюдают за изменением рисунка, который возникает в результате взаимодействия двух лазерных лучей, отраженных от поверхности этих зеркал.

LIGO ежегодно фиксирует десятки гравитационных волн, каждая из которых меняет положение зеркал на значения, сопоставимые с размерами протона. Сейчас участники проекта увеличивают чувствительность установки: улучшают характеристики самих зеркал, лазеров, которые их подсвечивают и других компонентов детекторов, а также работают над тем, чтобы уменьшить количество помех.

По словам доцента Массачусетского технологического института Вивишека Судхира, одним из самых значимых источников подобных помех служат случайные изменения в положении зеркал, связанные с взаимодействиями и перемещениями их атомов в пространстве. Как правило, от этих сдвигов можно избавиться, если охладить изучаемый объект до температуры, близкой к абсолютному нулю, и перевести его в самое низкое квантовое состояние.

Для отдельных атомов и облаков из ионов достичь этого достаточно легко, однако более крупные объекты, видимые человеческому глазу, охладить подобным образом ученые не могли – до недавнего времени. Судхир с коллегами решили эту задачу, воспользовавшись тем, что LIGO позволяет очень точно измерять положение зеркал.

Работу установки ученые настроили так, чтобы она фиксировала малейшие сдвиги одного из двух зеркал и автоматически пыталась их подавить с помощью электромагнитов, прикрепленных к обратной стороне отражающей поверхности. В результате зеркало охладилось до 77 нанокельвинов (–273,15 °С) и стало практически полностью неподвижным.

По словам физиков, эта температура сопоставима с тем, насколько сильно физики охлаждают облака атомов, переводя их в самое низкое квантовое состояние. В теории благодаря этому можно будет не только увеличить точность работы LIGO, но и провести множество экспериментов по изучению проявлений квантовой физики в макромире.