ПРИХОВАТИ

У підземній лабораторії LIGO навчились створювати гравітаційні хвилі

LIGO у Хенфорді, штат Вашингтон

З сенсаційного відкриття гравітаційних хвиль пройшов цілий рік. Тепер науковці з гравітаційної лабораторії заявляють, що вони можуть власноруч створювати брижі у просторі-часі.

Нова ера космічних досліджень розпочалась, коли у лазерно-інтерферометричній гравітаційно-хвильовій лабораторії LIGO відбулось зміщення двох надзвичайно потужних та точних лазерних променів. Сигнал записали ще наприкінці 2015 року, однак вимушено не поспішали з висновками, аби все ретельно перевірити та верифікувати своє відкриття. Лише у червні 2016-го року, коли були знову зареєстровані сигнали, у LIGO офіційно заявили про відкриття невловимих гравітаційних хвиль.

Однак виявляється, що найбільш точний прилад з фіксації гравітаційних коливань у світі, водночас, є найбільш ефективним генератором тих самих хвиль.

Коли ми оптимізували LIGO для фіксації, ми також оптимізували його для випромінювання (ред. – гравітаційних хвиль).

заявила під час виступу у Американському фізичному товаристві Белінда Пенг з Каліфорнійського технологічного інституту у м. Пасадена –

Гравітаційні хвилі у своїй природі є брижами у тканині простору-часу, які утворюються біля надзвичайно масивних космічних об’єктів, що коливаються. Згідно з теорією Айнштайна, їх можна створити за допомогою певного руху матерії у просторі. Зараз два надчутливих лазери у місті Ханфорд, штат Вашингтон, та у місті Лівінгстон, Луїзіана, утворюють єдиний інструмент LIGO, здатний зафіксувати такі коливання.

Коли фізики впевнились, що у їхніх руках надійний детектор коливань простору-часу, вони також прийшли до думки, що його точності достатньо, щоби ефективно продукувати власні.

Фундаментальна річ про ці детектори у тому, що вони поєднуються з цими гравітаційними хвилями.

– розповів фізик Фан Дженг з Пекінського педагогічного інституту –

Коли у вас є таке поєднання, воно починає діяти в обох напрямках.

Наш власний генератор гравітаційних коливань

Детектор гравітаційних хвиль LIGO
Найефективніший у світі розповсюджувач гравітаційних хвиль знаходиться у лабораторії LIGO. Джерело: Matt Heintze/Caltech/MIT/LIGO Lab

Квантова механіка дозволяє дрібним частинкам, як електрони, знаходитись у суперпозиції – одночасно у декількох місцях. Багато хто у науковій спільноті сподівається, що нам вдасться провернути те саме з макроскопічними об’єктами, а LIGO з гравітаційними хвилями може виявитись саме тим засобом, який зробить цю ідею реальністю.

І хоча такі делікатні стани практично неможливо підтримувати довгий час, навіть незначні проміжки можуть надати нам значно глибше розуміння квантової механіки на цьому рівні.

Вчені могли б виміряти час, за який відбувається декогеренція (квантова розсинхронизація та незворотна втрата стану) та визначити роль гравітації у взаємодії об’єктів на макроскопічному рівні.

Це цікава ідея, однак експериментально це справжній виклик.

– коментує гіпотезу колега Пенга з КалТех Юкіа Ма.

Це неймовірно складно, але якщо ми збираємось це зробити, ми говоримо про те, що LIGO є найкращим місцем, щоб це реалізувати.

Схоже, відкриття гравітаційних хвиль надало вченим додаткової впевненості на шляху поєднання квантової механіки та Загальної теорії відносності – мікро та макро рівнів Всесвіту. Будь-який крок у цьому напрямку може привести нас до прогресу у створенні квантових комп’ютерів, або просто перевернути наше розуміння Всесвіту.

Майбутнє LIGO – eLISA (еЛІЗА)

Лабораторія LIGO вже пройшла через процес оновлення обладнання, який забезпечнив збільшення чутливості детекторів. Новим етапом для всього проекту стане побудова нової лабораторії на орбіті Землі під назвою Evolved Laser Interferometer Space Antenna – eLISA (Покращена лазерна інтерферометрична космічна антена). еЛіза стане першою обсерваторією гравітаційних хвиль космічного базування.

eLISA Покращена лазерна інтерферометрична космічна антена
eLISA виходить на орбіту. Графічне зображення. Джерело: elisascience.org

У LIGO також створили умови, щоби всі охочі користувачі мережі змогли доєднатися до космологічних досліджень на краудсорсинговій платформі та власноруч відшукати гравітаційні коливання у стосах даних.

Протягом наступних десяти років LIGO зможе не лише фіксувати слабкі гравітаційні хвилі від найвіддаленіших монстрів Всесвіту, але й стати інструментом створення таких коливань у просторі-часі. Цей масштабний науковий експеримент має потенціал розвернути фундаментальну науку у непередбачуваний спосіб.

Total
0
Shares
0 Shares:
Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Перегляньте також
Далі

Гравітаційні хвилі та 6 питань космології, які вони можуть вирішити

Тепер, коли дослідники LIGO підтвердили реєстрацію гравітаційних хвиль, варто приділити увагу практичним питанням, на які може вплинути сенсаційне…
Далі

Це схоже на зіткнення чорної діри та нейтронної зорі – дослідники

Нова ера астрономічних спостережень, яку відкрили детектори гравітаційних хвиль, схоже, принесла чергове відкриття: на думку австралійських та американських…
Далі

Дивний парадокс «квантового голубника» знайшов своє підтвердження

Команда дослідників з Каліфорнії провела експеримент, який підтвердив так званий парадокс «квантового голубника». Це один із перших експериментів,…
Далі

Застосування інфрачервоних спостережень дозволило уточнити відстань до 150 мільйонів зір, відкритих “Gaia”

Дані з космічного телескопа Gaia та Європейської південної обсерваторії допомогли дослідникам встановити відстань до 150 мільйонів зірок.