Физика

Улучшенная LIGO будет регистрировать новое слияние черных дыр каждый день

Ученые работают над улучшением обсерватории LIGO

LIGO Lab/MIT/Caltech

Исследователи, работающие с американскими гравитационно-волновыми обсерваториями LIGO, рассказали о деталях предстоящего улучшения установок. Плановое обновление стоимостью 35 миллионов долларов США позволит использовать квантовые технологии сжатого света, что должно повысить средний темп регистраций слияний космических объектов до одного в день. Подробности о планах были опубликованы в виде отдельного заявления.

LIGO — это пара расположенных в США гравитационно-волновых антенн. Эти устройства представляют собой L-образный туннель, в котором расположен лазерный интерферометр. В каждом из плечей установок постоянно движутся лазерные лучи, которые после многократного прохождения туннеля сходятся вместе. Сравнение фаз путешествующих в разных направлениях лазеров позволяет уловить мельчайшие изменения пространства-времени, которые порождаются гравитационными волнами. Подобные возмущения происходят при слиянии массивных объектов, таких как черные дыры и нейтронные звезды. На данный момент LIGO зарегистрировало 11 подобных слияний.

В 2024 году должен начаться следующий этап работы установки под названием Advanced LIGO Plus. Одним из основных изменений должно стать использовать квантового явления сжатого света, которое позволяет при некоторых условиях обходить принцип неопределенности Гейзенберга, накладывающий ограничения на точность одновременного измерения пар некоторых величин. На данный момент квантовые флуктуации фазы и амплитуды лазерного излучения мешают дальнейшему повышению чувствительности установок. Сжатый свет позволяет подавить флуктуации фазы света, благодаря чему становится возможным точнее регистрировать высокие частоты. Первые тесты технологии должны начаться уже в апреле.

Однако сжатый свет имеет и недостатки, так как при его использовании увеличиваются колебания мощности излучения, что затрудняет измерение низких частот. К полноценному запуску Advanced LIGO Plus физики планируют избавиться и от этой проблемы, установив две системы сжатия света — одну для высоких частот и одну для низких. В результате вся система значительно усложнится, но зато удастся значительно повысить чувствительность. По оценкам ученых, установка сможет улавливать слияния нейтронных звезд вплоть до расстояния в 325 мегапарсек, что почти в два раза больше, чем сегодняшние 173 мегапарсека.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.