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科学家使用原子钟来检测引力波

2021-07-10 10:50:11来源:

由两个轨道的黑洞产生的重力波浪的例证。

在一个新出版的研究中,来自哈佛史密森的科学家,用于天体物理学的中心细节,一种检测引力波的敏感性新方法。

近期从两个黑洞的相伴检测到大约30个太阳能的合并的重力波(GW),每个基于基于地基的Ligo设施产生了用于开发更敏感的测量技术的更新热情。基于地面的GW仪器具有广泛的间隔传感器,可以检测分离的次微生静态变化 - 优于十亿万亿的一部分,然而,从小地面震颤产生的噪音 - 自然或人为的振动通过精确调谐的探测器扭动的来源。最难以弥补的振动是那些相对缓慢地改变的振动,在左右一秒或更短的时间内,天文学家预测,产生这些缓慢变化的GW源应该是有趣和丰富的,从紧凑的恒星 - 质量二进制星星到引力事件早期的宇宙。

CFA长期以来一直享有其实验室工作,生产世界上一些最好的精密装置。特别是它的计时氢气喷雾器时钟,用于追踪其卫星以及世界各地的无线电天文学家,以便使用非常长的基线干涉测量进行宇宙现象的精确测量。CFA Maser集团在多年来继续开发先进的时钟技术,并将其转化为探测天空的新工具,包括最近所谓的“激光 - 梳子”,用于超微的速度测量由额外行星引起的恒星速度变化。

CFA科学家Igor Pokovski,Nick Langellier和Ron Walsworth和两个同事发表了一种新的GW探测器概念,特别是低频GWS学习。它们的技术精确地测量了传感器的分离,而是通过多普勒效应作为引力波通过的微量效应。该装置采用精密控制的激光和精确的原子钟安装在两个卫星(与需要三个卫星的其他空间GW概念不同,该系统仅需要两种)。这种能力的技术只需要实现实现的现实改进,并为当前GW系统提供重要扩展。

参考:“引力波检测与光学晶格原子钟,I.Pikovski,N.Langellier,N.Langellier,M. D.Lukin,R.L.Walsworth,以及PeatyRev D,94,124043,2016。