Di dalam kertas Diterbitkan dalam Surat Ulasan Fisik, tim fisikawan yang dipimpin oleh Jonathan Richardson Dari University of California, Riverside, menunjukkan bagaimana teknologi optik baru dapat memperpanjang rentang deteksi gelombang gravitasi Observatorium seperti observatorium gelombang gravitasi interferometer laser, atau Ligodan membuka jalan bagi observatorium di masa depan.
https://www.youtube.com/watch?v=xj-lgnkovmc
Sejak 2015, observatorium seperti Ligo telah membuka jendela baru di alam semesta. Rencana pembaruan di masa mendatang untuk 4 kilometer detektor ligo dan pembangunan observatorium 40 -kilometer generasi berikutnya, Penjelajah KosmikBertujuan untuk membawa cakrawala deteksi gelombang gravitasi ke masa -masa awal sejarah alam semesta, sebelum bintang -bintang pertama terbentuk. Namun, menyadari bahwa rencana ini tergantung pada pencapaian tingkat daya laser yang melebihi 1 megavatio, jauh melampaui kemampuan Ligo saat ini.
Pekerjaan penelitian menginformasikan kemajuan yang akan memungkinkan detektor gelombang gravitasi untuk mencapai kekuatan laser ekstrem. Ini menyajikan pendekatan baru untuk optik adaptif resolusi rendah resolusi rendah yang dapat memperbaiki distorsi pembatas dari cermin utama 40 kilogram ligo yang muncul dengan peningkatan daya laser karena pemanasan.
Richardson, Asisten Profesor Fisika dan AstronomiJelaskan temuan dokumen dalam pertanyaan dan jawaban berikut:
Apa itu gelombang gravitasi?
Gelombang gravitasi adalah cara baru untuk mengamati alam semesta. Mereka diprediksi oleh persamaan relativitas umum. Saat objek massa berakselerasi atau bertabrakan di alam semesta, distorsi dalam kain ruang-waktu menyebar seperti gelombang di kolam dengan kecepatan cahaya. Distorsi ini adalah gelombang gravitasi dan, seperti gelombang elektromagnetik, mereka membawa energi dan impuls. Sekarang kami memiliki banyak informasi tentang benda -benda astrofisika ekstrem seperti lubang hitam yang menciptakannya dan tentang fisika dari sifat ruang yang mendasari -waktu yang mereka tempuh untuk mencapai kita.
Bagaimana cara kerja ligo?
Ligo adalah salah satu tim ilmiah terbesar di dunia. Ini terdiri dari dua interferometer laser 4 -kilometer dengan panjang 4 kilometer. Salah satu interferometer ini adalah di negara bagian dalam Washington; Yang lain keluar dari Baton Rouge, Louisiana. Situs -situs saudara -saudara ini beroperasi bersama, secara pasif mendengarkan setiap distorsi ruang -waktu yang dapat menyebar ke seluruh bumi sebagai gelombang gravitasi.
Ligo sejauh ini telah melihat sekitar 200 peristiwa objek kompak massa bintang yang bertabrakan dan menyatu satu sama lain. Mayoritas yang luar biasa adalah sekering dari dua lubang hitam, tetapi kami juga telah melihat pedagang dari bintang neutron. Saya berharap suatu hari kita dapat mendeteksi beberapa sumber yang sama sekali tidak terduga dan tidak dapat diprediksi. Jika Anda mengamati sejarah astronomi, setiap kali kami telah mengembangkan teleskop elektromagnetik yang dapat mengamati panjang gelombang cahaya yang berbeda yang belum pernah diamati sebelumnya, kami melihat alam semesta secara harfiah di bawah cahaya baru dan hampir selalu menemukan jenis objek baru yang terlihat dalam pita panjang gelombang tetapi tidak pada orang lain. Saya berharap hal yang sama berlaku untuk gelombang gravitasi.
Ceritakan tentang instrumen yang telah Anda kembangkan di laboratorium Anda yang memiliki aplikasi LIGO.
Pendekatan UCR saya adalah mengembangkan jenis baru teknologi optik adaptif laser untuk mengatasi keterbatasan fisika yang sangat mendasar terhadap seberapa sensitif kita dapat membuat detektor seperti LIGO. Dalam sebagian besar frekuensi sinyal gelombang gravitasi yang dapat kita lihat dari tanah, hampir semua memiliki sensitivitas terbatas oleh mekanika kuantum, oleh sifat kuantum cahaya laser yang kita gunakan dalam interferometer untuk memantul cermin. Instrumen yang telah kami kembangkan di laboratorium saya dirancang untuk menawarkan koreksi presisi optik secara langsung ke cermin utama interferometer ligo. Instrumen kami dirancang untuk duduk sendirian di depan permukaan reflektif cermin ini dan memproyeksikan radiasi inframerah korektif dari noise yang sangat rendah di permukaan depan cermin. Ini adalah prototipe pertama untuk jenis pendekatan yang sama sekali baru yang menggunakan prinsip optik tanpa gambar, yang belum pernah digunakan sebelum mendeteksi gelombang gravitasi.
Apa itu Cosmic Explorer?
Cosmic Explorer adalah konsep AS untuk observatorium gelombang gravitasi generasi berikutnya, setelah LIGO. Ini akan menjadi ukuran LIGO 10 kali, jadi mereka adalah lengan interferometer 40 kali 40 kilometer. Ini akan menjadi instrumen ilmiah terbesar yang pernah dibangun. Dalam sensitivitas desain mereka, detektor ini akan melihat alam semesta pada saat -saat sebelumnya bahwa ketika diyakini bahwa bintang -bintang pertama terbentuk, ketika alam semesta memiliki sekitar 0,1% dari usia mereka saat ini 14 miliar tahun. Kita dapat melihat snapshot dari alam semesta pada tahap yang sangat awal dalam waktu.
Secara singkat, apa yang dibahas penelitian penelitian?
Dokumen tersebut menunjukkan bahwa koreksi optik -presisi tinggi sangat penting untuk memperluas visi gelombang gravitasi kami tentang alam semesta. Ini menetapkan kemungkinan implikasi untuk dampak yang kami harapkan teknologi baru kami di generasi LIGO berikutnya dan pada tahun -tahun di luar itu. Penting untuk dicatat bahwa dokumen menunjukkan bahwa jenis teknologi ini diperlukan dan memadai untuk memungkinkan tingkat daya laser yang lebih tinggi di detektor LIGO daripada sebelumnya. Kami berharap teknologi ini, dan versi masa depannya, dapat mencapai lebih banyak kekuatan dalam interferometer.
Mengapa penting untuk melakukan penelitian ini?
Penelitian ini berjanji untuk menjawab beberapa pertanyaan terdalam dalam fisika dan kosmologi, seperti kecepatan yang digunakan alam semesta dan sifat sebenarnya dari lubang hitam. Pada saat ini ada dua langkah kontradiktif dari laju ekspansi lokal alam semesta, yang dapat diselesaikan oleh gelombang gravitasi. Gelombang gravitasi juga akan memberikan pengukuran presisi yang sangat tinggi dari dinamika terperinci di sekitar peristiwa lubang hitam, yang memungkinkan kita untuk melakukan tes langsung relativitas umum klasik dan teori alternatif.
Air mancur: UC Riverside
