Учёные создали настольный детектор гравитационных волн, способный «разглядеть» слепую зону Вселенной

[душман]

14 сентября 2015 года впервые были зарегистрированы гравитационные волны, предсказанные за 99 лет до этого. С момента открытия прошло десять лет, за которые совершено множество научных прорывов. В частности, к детектированию высокочастотных колебаний установками LIGO и Virgo добавился метод низкочастотного детектирования по сетке радиопульсаров, но средний диапазон частот был недоступен для учёных. 

Теперь они предложили устранить этот пробел. Идею предложили учёные из Бирмингемского университета. Этот новый подход должен привести к обнаружению гравитационных волн в миллигерцовом диапазоне частот, который позволит исследовать астрофизические и космологические явления, недоступные для современных инструментов.

Гравитационные волны — рябь в пространстве-времени, предсказанная Эйнштейном, — были обнаружены на высоких частотах с помощью наземных интерферометров, таких как LIGO и Virgo, а позже — в 2023 году — на сверхнизких частотах с помощью радиопульсаров. Однако диапазон средних частот оставался «слепым пятном» для науки. Новая концепция детектора опирается на передовые технологии оптических резонаторов и атомных часов для регистрации гравитационных волн в неуловимом миллигерцовом диапазоне частот (10 в минус 5-й степени –1 Гц).

В свежей работе, опубликованной в журнале Classical and Quantum Gravity, учёные представили детектор, в котором используются достижения в области технологии оптических резонаторов, изначально разработанных для оптических атомных часов, для измерения мизерных фазовых сдвигов в лазерном свете, вызванных прохождением гравитационных волн. В отличие от крупномасштабных интерферометров с многокилометровыми плечами эти детекторы компактны и относительно устойчивы к сейсмическим и другим помехам.

Каждый блок предложенного детектора миллигерцового диапазона состоит из двух ортогональных сверхстабильных оптических резонаторов и атомных часов, что позволяет осуществлять многоканальное обнаружение гравитационных волн. Такая конфигурация не только повышает чувствительность, но и позволяет определять поляризацию волн и направление на источник.