
Запълвайки космическо сляпо петно, изследователи разкриват нова техника за откриване на гравитационни вълни, разширявайки границите на прецизност на настоящите инструменти.
Чрез наблюдение на милихерцовия честотен диапазон, наречен "средна лента", новият подход ще направи някои астрофизични и космологични явления наблюдаеми за първи път, разкриват изследователите в статия, която е публикувана в списание Classical and Quantum Gravity. Този диапазон отдавна липсва във високочестотната колекция от наземни интерферометри и нискочестотните наблюдения на пулсарни решетки за синхронизация, попадайки в празнина между двете.
Гравитационни вълни
Преди повече от век Алберт Айнщайн за първи път предсказва вълните в пространство-времето, наречени гравитационни вълни, но едва през 2015 г. те са наблюдавани директно. Сега изследователи от университета в Бирмингам и университета в Съсекс са разработили комбинация от атомен часовник и технологии за оптични резонатори, за да открият тези трудно забележими гравитационни вълни със средна честота.
В основата на новия метод е технологията на оптичния резонатор, пренасочена от първоначалното си приложение в атомните часовници. Резонаторът работи чрез измерване на малки фазови отмествания, които възникват, когато лазерната светлина преминава през гравитационни вълни. С много по-малък форм-фактор (стандарт, определящ физическите размери, форма и разположение на компоненти и интерфейси на техническо изделие) от големи интерферометри като LIGO, устройствата не са толкова податливи на сеизмични и други форми на "шум", промъкващи се в данните.
"Използвайки технология, усъвършенствана в контекста на оптичните атомни часовници, можем да разширим обхвата на откриване на гравитационни вълни в напълно нов честотен диапазон с инструменти, които се побират на лабораторна маса", заявява съавторът д-р Вера Гуарера (Vera Guarrera) от Университета в Бирмингам.
Разширяване на покритието
Изследването на екипа предлага допълнителна надежда не само за изследване на дълго пренебрегваната средна лента, но и за разширяването ѝ в по-широк диапазон. Интегрирането на тактови мрежи в детекторите може допълнително да увеличи възможностите им за по-ниски честоти. Това би позволило на новите устройства да служат като универсално средство за сигнали под обхвата на наблюденията, като например LIGO, които са фокусирани изключително върху високи честоти.
В момента дизайнът съдържа две ортогонални ултрастабилни оптични резонатори и атомен честотен референтен източник. Работейки заедно, тези устройства позволяват откриването на многоканални гравитационни вълнови сигнали. Важно е да се отбележи, че устройството не само открива самия сигнал, но може също така да идентифицира неговата поляризация на вълната и посоката на източника.
"Това отваря вълнуващата възможност за изграждане на глобална мрежа от такива детектори и търсене на сигнали, които иначе биха останали скрити поне още едно десетилетие", посочва д-р Гуарера.
Бъдещето на средночестотния диапазон
Сигналите в средночестотния диапазон идват от събития като сливания на черни дупки и компактни двойни системи от бели джуджета. Други технологии, насочени към наблюдение на тази лента, са планирани за космически платформи като LISA, но тези проекти няма да стартират до следващото десетилетие.
"Този детектор ни позволява да тестваме астрофизични модели на двойни системи в нашата галактика, да изследваме сливанията на масивни черни дупки и дори да търсим стохастични фонове от ранната Вселена. С този метод разполагаме с инструментите да започнем да изследваме тези сигнали от Земята, отваряйки пътя за бъдещи космически мисии", обяснява съавторът професор Ксавие Калмет (Xavier Calmet) от Университета в Съсекс.
Основното предимство на новия процес е, че той може да се използва сега чрез повторно използване на наличните технологии. Проектът LISA обаче ще предложи много по-голяма чувствителност. Това поставя изследователите пред компромис между навременност и прецизност в техните изследвания на милихерцовия диапазон.
Екипът се надява, че тяхната иновация ще послужи за поставяне на основите на бъдещи изследвания, които ще изследват средната лента, тъй като с течение на времето продължават да се разработват още по-модерни космически технологии и приложения.
Справка: Giovanni Barontini et al 2025 Class. Quantum Grav. 42 20LT01; DOI 10.1088/1361-6382/ae09ec
Източник: A Massive Blind Spot in Gravitational Wave Research Has Now Been Filled, Setting the Pace for Future Discoveries, Ryan Whalen, The Debrief
Още по темата

Физика
Мощни магнити биха могли да откриват високочестотни гравитационни вълни

Физика
Времето е 3-измерно и по-фундаментално от пространството, показва проучване

Физика
Ако черните дупки не се слеят, а се отблъснат, те пак могат да излъчат гравитационни вълни

Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Ново обяснение за гигантските експлодиращи кратери в Сибир
dolivo
Климатичният скептицизъм – най-скъпата лъжа на нашето време
helper68
Използването на смартфон в тоалетната е свързано с 46% по-висок риск от хемороиди
YKoshev
Доколко съвместими са минерално-суровинният отрасъл и чистата околна среда?