08.12 - 19:41

Сжатый свет улучшил свойства гравитационных антенн


 

Физики подвели итоги использования сжатого состояния света для уменьшения шумов при поиске слияний черных дыр и нейтронных звезд. Улучшение использовалось практически все время с начала третьего наблюдательного этапа (с 1 апреля 2019), что позволило увеличить темп регистраций примерно на 40 и 50 процентов для американских установок LIGO и на 20 процентов для европейской Virgo, говорится в паре статей в журнале Physical Review Letters.

Быстрые ускоренные движения массивных тел порождают заметные гравитационные волны — периодические колебания пространства-времени, существование которых следует из общей теории относительности Эйнштейна. Для поиска таких сигналов было предложено множество идей, но реальной регистрации удалось достичь только с использованием гравитационных антенн, которые представляют собой крупные лазерные интерферометры, регистрирующие относительную задержку во времени движения света по разным направлениям.

Сегодня в мире работает пять основных гравитационных антенн: пара американских установок LIGO, европейская Virgo, японская KAGRA и немецкая GEO600. Последняя обладает недостаточным размером, что не позволяет ей фиксировать реальные события, но ее используют для отработки новых технологий.

Одно из таких новшеств — сжатый свет. Это квантовое явление позволяет «перераспределить» фундаментальные неточности в определении параметров света, связанных с принципом Гейзенберга. В контексте поиска гравитационных волн более важным параметром оказывается фаза фотона, а его амплитуда — вторична. Следовательно, применяемый сжатый свет делают со сниженной неопределенностью фазы и увеличенным разбросом амплитуд. Это позволяет улучшить параметры установок, так как уменьшает дробовой шум счета фотонов.

В паре работ сотрудники Virgo и LIGO отчитались о результатах применения сжатого света на практике. Новшество применялось 99 процентов времени работы установок в течение текущего наблюдательного периода и позволило сузить распределение времен приходов фотонов, то есть уменьшить разброс времени их прихода. Это, в свою очередь, положительно сказалось на характеристиках установок. Чувствительность увеличилась на 2–3 децибела, что соответствует увеличению размера области Вселенной, в которой можно зафиксировать слияние двух нейтронных звезд на 5–14 процентов до примерно 140 мегапарсек.

Существуют различные методы борьбы с дробовым шумом счета фотонов. Наиболее прямолинейным будет увеличение статистики, то есть, фактически, повышение мощности используемых лазеров. Физики пишут, что для подобного прироста точности можно было бы добиться усилием лазеров на 65–85 процентов, что не только недоступно для установленных сегодня генераторов света, но также приведет к росту других источников шумов, в том числе связанных с нагревом и давлением излучения.
Эффект сжатия света на мощность шумов зависит от частотного диапазона. Наиболее значительное улучшение наблюдается для высоких частот, а на самых низких, в которых другие источники шумов доминируют, суммарная эффективность антенны может даже слегка ухудшиться. Однако именно высокие частоты наиболее чувствительны к направлению на источник гравитационной волны, что увеличивает вероятность успешного наблюдения «обычного» электромагнитного сигнала от объекта.

Ранее квантовый шум гравитационных антенн впервые воспроизвели при комнатной температуре, а японская установка KAGRA присоединилась к глобальной сети гравитационных антенн. Также в рамках текущего наблюдательного сеанса впервые удалось зафиксировать слияние нейтронной звезды и черной дыры.

Тимур Кешелава

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:
Читайте также:

Оззи Осборн признался, как готовился к смерти из-за болезни

Оззи Осборн – фронтмен группы Black Sabbath – признался, что готовился к смерти, когда семья скрывала от него реальное состояние его здоровья.
Подробнее »»

Деми Мур рассказала, чему ее научили три брака

Актриса Деми Мур рассказала, как она «изменила себя», чтобы сделать других счастливыми в отношениях.
Подробнее »»

Климакс: медики назвали симптомы и способы его отсрочить

Критический момент в жизни каждой женщины.
Подробнее »»

Зрачки выдали страдающих от посттравматического стрессового расстройства

При посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) аномальная физиологическая реакция может наблюдаться при воздействии не только триггера, но и любого другого эмоционального стимула, в частности — вызывающего страх или радость. Это выяснили британские
Подробнее »»

Ощущение счастья оказалось слабо зависимым от семейного положения

Американские ученые выяснили, что среди людей старше 60 лет самыми счастливыми и довольными жизнью оказываются долговременно женатые, а вот между одиночками и теми, кто разводился и заново женился, особой разницы нет.
Подробнее »»

bigmir)net TOP 100 Яндекс.Метрика

При использовании информации в печатном или электронном виде ссылка на www.neboley.com.ua обязательна.
Интернет–издание не несет ответственность за достоверность информации, размещенной в разделах народной медицины. Предупреждаем, прежде чем воспользоваться рецептами нетрадиционной медицины обязательно посоветуйтесь с врачом.
За содержание рекламы ответственность несет рекламодатель.

Электронная почта портала: info@neboley.com.ua