Gravitationswellendetektoren können bald einen technologischen Empfindlichkeitssprung feststellen.
Typischerweise wird die Empfindlichkeit des Gravitationswellendetektors durch Quantenfluktuationen begrenzt, die durch von Spiegeln reflektiertes Licht verursacht werden. In einem kürzlich durchgeführten Experiment wurde jedoch eine Möglichkeit untersucht, diese Quantenrückwirkung aufzuheben und die Detektorempfindlichkeit gemäß a zu verbessern. neues Papier in der Zeitschrift veröffentlicht Körperliche Überprüfung X .
VERBINDUNG: TECH MILLIONAIRES TEAM BIS ZUR FONDSGRAVITATIONAL WAVE RESEARCH
'Quantenflüstern' stört Gravitationswellendetektoren
In der neuen Arbeit zeigten die Forscher eine Methode zur Entfernung der Quantenrückwirkung über ein vereinfachtes System unter Verwendung eines Spiegels, der ungefähr die Größe eines menschlichen Haares hat - und stellten fest, dass die Bewegung des Spiegels gemäß theoretischen Vorhersagen reduziert wurde. Diese Forschung erhielt Unterstützung von NationalScience Foundation und wurde vom LSU-Physik-Alumnus Jonathan Cripe Postdoktorand, NIST und Cripes Team von LSU-Forschern durchgeführt. Berichte SciTech Daily.
Typischerweise werden 40 kg schwere Spiegel verwendet, um vorbeiziehende Gravitationswellen zu erfassen, aber trotz dieser relativ großen Massenquantenschwankungen des Lichts stören sie die Position der Spiegel, wenn sie Licht reflektieren.
Verbesserung der Empfindlichkeit von Gravitationswellendetektoren
Gravitationswellendetektoren haben eine erhöhte Empfindlichkeit festgestellt, da sie kontinuierlich verbessert werden. Diese Quantenrückwirkung fungiert jedoch als Betriebsobergrenze für die Detektorempfindlichkeit und bindet ihre Fähigkeit, astrophysikalische Informationen unter aktiven Bedingungen zu messen. Gravitationswellen .
"Wir präsentieren ein experimentelles Testfeld zur Untersuchung und Eliminierung der Quantenrückwirkung", sagte Cripe, SciTech Daily. Berichte . "Wir führen zwei Messungen der Position eines makroskopischen Objekts durch, dessen Bewegung von der Quantenrückwirkung dominiert wird, und zeigen, dass wir durch eine einfache Änderung des Messschemas die Quanteneffekte aus der Verschiebungsmessung entfernen könnenDurch die Phase und Intensität eines optischen Feldes wird die Quantenrückwirkung beseitigt ", sagte er.
Durch die Unterdrückung des Quantenflüsterns wird die Gravitationswellenerkennung verbessert.
Technologiemanager Garrett Cole von Thorlabs Crystalline Solutions und sein Team bauten die mikromechanischen Spiegel, die aus epitaktischen Mehrfachschichten bestehen, die aus alternativen GaAs und AlGaAs bestehen.
Die Kristallstruktur selbst wurde in einer externen Gießerei namens IQE North Carolina kuratiert. Währenddessen bauten Cole und sein Team die Geräte in der Nanofabrikationsanlage der University of California in Santa Barbara.
"Indem wir diese Messung an einem mit bloßem Auge sichtbaren Spiegel durchführen - bei Raumtemperatur und bei Frequenzen, die für das menschliche Ohr hörbar sind - bringen wir die subtilen Effekte der Quantenmechanik näher an den Bereich der menschlichen Erfahrung", sagte Torrey Cullen - anLSU-Doktorand: "Indem wir das Quantenflüstern leiser machen, können wir jetzt die subtileren Noten der kosmischen Symphonie hören."
Diese neueste Forschung ist besonders geeignet, weil sie dem Laserinterferometer-Gravitationswellen-Observatorium LIGO auf den Fersen ist. Ankündigung von Beobachtungen über die Auswirkungen von Quantenstrahlungsdruckrauschen am LIGO Livingston Observatorium, so Associate Professor Thomas Corbitt vom Institut für Physik und Astronomie der LSU.
Insbesondere ist eine Reduzierung des Quantenflüsterns erforderlich, um tiefere astrophysikalische Beobachtungen zu ermöglichen. Mit diesem großen Erfolg hat die Schwerkraftwellendetektion eine weitere ermöglicht. kleiner Schritt in die Zukunft der Physik.