Новости Зеленограда, инфопортал Зеленоград ИНФО
Вторник, 3 Августа, 2021 год
Главная » Наука » В Мире » Из детекторов гравитационных волн научились удалять квантовый шум

Из детекторов гравитационных волн научились удалять квантовый шум

Благодаря этому можно будет увеличить чувствительность гравитационно-волновых детекторов, которая приближается к своему пределу

Из детекторов гравитационных волн научились удалять квантовый шум

© AP Photo/Ted S. WarrenЧитайте ТАСС вЯндекс.НовостиЯндекс.Дзен…Показать скрытые ссылкиGoogle Новости

ТАСС, 12 июля. Физики придумали, как за счет "удаления" квантового шума увеличить точность детекторов гравитационных волн. Для этого ученые предлагают использовать квантово-запутанные источники света, рассказал профессор Копенгагенского университета Юджин Ползик, выступая на международной конференции ICQT-2021, которая проходит на этой неделе в Москве.

"Чувствительность гравитационно-волновой обсерватории LIGO вплотную подходит к пределу, который накладывает само существование квантового шума. Благодаря подходу, который мы разработали вместе с коллегами из Российского квантового центра под руководством профессора МГУ Фарида Халили, можно подавить все типы подобных помех", – отметил Ползик.

Детектор LIGO представляет собой гигантский оптический интерферометр. Он может обнаруживать гравитационные волны – колебания пространства–времени, источником которых служат массивные объекты, движущиеся с меняющимся ускорением. Существование таких волн еще более ста лет назад предсказал Альберт Эйнштейн, однако зафиксировать их ученые смогли лишь в сентябре 2015 года.

Для этого LIGO отслеживает малейшие смещения в положении двух зеркал, которые максимально изолированы от окружающей среды. Встроенные в эти зеркала фотосенсоры непрерывно реагируют, как меняется рисунок, возникающий в результате взаимодействия двух лазерных лучей, отраженных от поверхности зеркал. Таким образом можно обнаружить сдвиг зеркала на расстояние, сопоставимое с размером протона. Ученые работают над тем, чтобы сделать детектор еще чувствительнее.

Больше всего помех вносят случайные изменения в положении зеркал, которые связаны с тем, как их атомы взаимодействуют друг с другом и перемещаются в пространстве. Ползик и его коллеги нашли способ избавиться от этих помех, используя наработки, полученные во время опытов по запутыванию квантовых объектов и механических резонаторов.

Ученые выяснили,что подобным образом можно на квантовом уровне соединить два лазерных луча, один из которых используется для работы на LIGO и других детекторах гравитационных волн, а другой взаимодействует с набором атомов, которые находятся в особом квантовом состоянии. Благодаря этому можно отслеживать случайные сдвиги в положении зеркал и корректировать их в автоматическом режиме.

"Гравитационные волны, проходящие через детектор, будут действовать только на зеркала интерферометра, но на не квантовую часть нашей системы. Благодаря этому можно отличать реальные сигналы от случайных колебаний и сдвигов зеркал, связанных с их взаимодействиями с частицами света", – пояснил физик.

По словам Ползика, ученые уже создали прототип подобной системы и проверили ее. Однако использовать ее на LIGO и в других интерферометрах пока нельзя, поскольку для работы с атомами и зеркалами используются лазеры на разных длинах волн, они вырабатывают фотоны с разными свойствами. Недавно российские и европейские физики решили эту проблему: они придумали, как "запутывать" частицы света, которые вырабатывают эти источники.

В ближайшее время, по словам физика, исследователи планируют создать экспериментальную установку, максимально близкую к той, которую можно было бы использовать при работе LIGO. Ее работу ученые планируют проверить с помощью лазерных излучателей, которые вырабатывают примерно те же импульсы света, которые используются в работе детекторов гравитационных волн.

"Наши подходы и идеи могут быть воплощены в жизнь при постройке европейской гравитационной обсерватории Einstein, над планами по созданию которой сейчас активно работают специалисты. Мы надеемся, что прототипы, которые мы уже создали и разработаем в ближайшее время, привлекут внимание коллег из LIGO и убедят их в том, что внедрение подобных систем в их интерферометры существенно увеличит качество наблюдений", – подытожил Ползик.

Источник

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

© 2021 Зеленоград ИНФО – ещё ближе к городу. Все права защищены.

17:07 3 Августа
 Вт, 2021
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru