Физики создают настольный детектор гравитационных волн
Москва, 18:04, 11 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
В течение одной секунды большого взрыва первые новорожденные черные дыры, возможно, объявили о своем образовании гравитационными волнами, которые растягивали и сжимали ткань бытия, когда она струилась наружу в расширяющуюся Вселенную. Теперь исследователи из Северо-Западного университета США начали планировать датчик настольного размера, который мог бы обнаружить эти первичные волны.
Гигантская обсерватория гравитационно-волновых лазеров с лазерным интерферометром стоимостью 1 млрд. долларов впервые измерила пульсации пространства-времени, известные как гравитационные волны, в 2016 году.
Эти явления возникли в результате столкновения и слияния далеких сверхмассивных черных дыр. С тех пор массивные детекторы также регистрировали гравитационные волны от сливающихся нейтронных звезд. Предложенный учеными мини-детектор, который получил финансирование в июле, мог измерять высокочастотные волны от объектов, которые никогда не измерялись ранее, таких как черные дыры в самой ранней Вселенной.
Современные детекторы гравитационных волн, такие как LIGO в США и европейская Virgo, используют систему зеркал и лазерных «плеч», которые растягиваются на километры для измерения крошечных изменений расстояния, вызванных проходящими гравитационными волнами.
Детектор левитированного датчика Северо-Западного университета использовал бы лазеры для подвешивания стеклянного шарика внутри вакуумной камеры, создавая чрезвычайно чувствительный к силе датчик с плечами длиной всего метр. Он будет прислушиваться к отголоскам образования первичных черных дыр и активности теоретических частиц, называемых аксионами, которые являются кандидатами на таинственную темную материю — скрытую субстанцию, которая может составлять большую часть массы Вселенной и невидима, за исключением ее гравитационного присутствия.
«Я думаю, что есть больший интерес к расширению частотного диапазона в поиске гравитационных волн, особенно после недавних захватывающих открытий LIGO», — говорит Эндрю Гераси, физик из Северо-Западного и главный исследователь нового проекта детекторов.
Чтобы попытаться обнаружить волны от таких источников, проект будет использовать 1 миллион долларов из Фонда В. М. Кека, благотворительного фонда США, базирующегося в Лос-Анджелесе, и дополнительной поддержки со стороны университета. После двух лет разработки прототип длиной в метр будет работать в течение года и потенциально проложит путь к детектору большего размера, длина которого может достигать 10 метров.
«Многие исследователи задаются вопросом, обладает ли что-либо энергией для того, чтобы стать сильным источником гравитационных волн на таких высоких частотах — свыше 10 килогерц», — говорит Рана Адхикари, физик-экспериментатор из Калифорнийского технологического института.
Но он добавляет, что гипотетические источники, связанные с темной материей, могут доказать исключение:
«Мы можем быть удивлены всей экзотикой, которую Вселенная производит в ультразвуковом гравитационно-волновом режиме», — надеется ученый.
