Новый подход к обнаружению гравитационных волн открывает границу Milli-HZ

Ученые обнародовали новый подход к обнаружению гравитационных волн в диапазоне частот Милли-Херца, обеспечивая доступ к астрофизическим и космологическим явлениям, которые не обнаруживаются с помощью современных инструментов.

Гравитационные волны-разрывы в пространстве-времени, прогнозируемые Эйнштейном, наблюдались на высоких частотах наземными интерферометрами, такими как лиго и Дева, и на ультра-низких частотах с помощью массивов синхронизации пульсара. Тем не менее, диапазон средней полосы остался научной слепой пятной.

Разработано исследователями в университетах Бирмингема и Сассекса, новом детектор Концепция использует передовую оптическую полость и технологии атомных часов для ощущения гравитационных волн в неуловимой частотной полосе частот Милли-Герца (10⁻⁵-1 Гц).

Публиковать их предложение в Классическая и квантовая гравитацияученые раскрывают детектор, который использует достижения в области технологии оптического резонатора, первоначально разработанной для Оптические атомные часычтобы измерить крошечные фазовые сдвиги в Лазерный свет вызвано прохождением гравитационные волныПолем В отличие от крупномасштабных интерферометров, эти детекторы являются компактными, относительно невосприимчивыми к сейсмическому и ньютоновскому шуму.

Соавтор доктор Вера Гуаррера из Университета Бирмингема, прокомментировал: «Используя технологии, созревшуюся в контексте оптических атомных часов, мы можем расширить охват гравитационного обнаружения волн на совершенно новый диапазон частот с инструментами, которые подходят на лабораторную таблицу. Это открывает восхитительную вероятность создания глобальной сетью сети и ищет сигналы, которые в противном случае остаются в противном случае, по меньшей мере, останется в противном случае.

Ожидается, что частотная полоса Milli-Hertz-иногда называемая «средней диапазоной»-будет размещать сигналы из различных астрофизических и космологических источников, в том числе компактные двоичные файлы белых карликов и слияния черной дыры. Амбициозные космические миссии, такие как Лиза, также нацелены на это частотная полосано они запланированы на запуск в 2030 -х годах. Предлагаемые оптические резонаторные детекторы могут начать исследовать эту территорию сейчас.

Соавтор профессор Ксавье Сальмет из Университета Сассекса, прокомментировал: «Этот детектор позволяет нам тестировать астрофизические модели бинарных систем в нашей галактике, исследуйте слияния массивных черных дыр и даже искать стохастические фон из ранней вселенной. С помощью этого метода есть инструменты, чтобы начать исследовать эти сигналы с земли, открывая путь для будущих пробелов.».

В то время как будущие космические миссии, такие как LISA, будут предлагать превосходную чувствительность, их операция находится на расстоянии более десяти лет. Предложено оптическая полость Детекторы предоставляют немедленное, экономически эффективное средство для изучения группы Milli-HZ.

Исследование также предполагает, что интеграция этих детекторов с существующими часовыми сетями может расширить обнаружение гравитационных волн до даже более низких частот, дополняя высокочастотные обсерватории, такие как LIGO.

Каждое устройство состоит из двух ортогональных ультрастабильных оптических полостей и атомной частоты, что позволяет обнаружить многоканальное обнаружение сигналов гравитационных волн. Эта конфигурация не только повышает чувствительность, но и позволяет идентифицировать поляризацию волн и направление источника.