探索廣義相對論極限,澳大利亞成功製造了引力波探測器本徵感測器

澳大利亞科學家們製造了一種新的鐳射本徵感測器的驗證裝置,其靈敏度極高。未來科學家們可以將這項工作的成功應用到引力波探測器內,之後引力波探測器將提供前所未有的精度,以測試愛因斯坦廣義相對論的基本極限,還可以探測中子星的內部。澳大利亞的引力波科學家領導了這種新的鐳射本徵感測器的開發。

澳大利亞科學家表示:“全球引力波發現中心讓引力波、超表面結構和光子學專家齊聚一堂,我們一起製造了一種稱為鐳射本徵感測器的新設施。像LIGO、Virgo和KAGRA這樣的引力波探測器會儲存大量的鐳射,還會使用幾對反射鏡來增加儲存的鐳射量。然而,這些反射鏡中的每一對都有很小的畸變,這會導致探測器中產生過多噪聲,限制靈敏度並使探測器離線。我們想測試一種想法,這種想法可以讓我們放大鐳射束,解除這些探測器的小畸變。”

另一位科學家補充說:“在電信行業也遇到了類似的問題,電信科學家們也在研究如何使用多種本徵模式感測器沿光纖傳輸更多資料。電信科學家已經開發出一種使用簡單儀器測量本徵模式的方法,但它無法應用到引力波領域。所以我們使用了超表面結構(一種具有亞波長大小編碼的特殊圖案的超薄表面)的想法,並聯繫了可以幫助我們製作超表面結構的合作者。”

該團隊開發的概念驗證裝置的靈敏度是電信科學家開發的原始儀器的1000多倍,科學家們現在將把這項成果轉化為引力波探測器。“這次突破代表著人類在探測和分析引力波攜帶的資訊方面邁出了一大步,使我們能夠以新的方式觀察宇宙。如果我們想了解中子星的內部,以前所未有的方式進一步觀察宇宙,解決未來引力波探測器中的模式感應問題至關重要。”

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