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:

Ученые выяснили, почему люди стареют с разной скоростью

Возраст в паспорте не всегда отражает физическое и психологическое состояние человека.
Подробнее »»

Плохое зрение серьезно укорачивает жизнь

Ведущие мировые эксперты в рамках 19-го конгресса Европейского общества специалистов по заболеваниям сетчатки (EUREТINA) рассказали о проблеме потери зрения в современном мире, а также методах лечения и профилактики.
Подробнее »»

Названы продукты, которые нельзя есть на ужин

Ужин — важный прием пищи, к которому стоит подходить разумно.
Подробнее »»

Джастин Тимберлейк и Джессика Бил впервые появились вместе на публике после скандала

В конце ноября прошлого года социальные сети и американские СМИ обратили пристальное внимание на видео, снятое одним из папарацци в Луизиане.
Подробнее »»

Врачи объяснили, в чем польза томатного сока

Томатный сок — не только вкусный, но и необычайно полезный.
Подробнее »»

Читайте также:
20.01 - 19:29

Какие опасные осложнения может вызвать грипп

Почему стоит сделать вакцину от гриппа
Подробнее »»

20.01 - 18:53

Ученые назвали уникальное свойство мандаринов

Испанские ученые провели исследование и выяснили, что особые вещества, которые есть в составе мандаринов, помогут справиться с лишним весом.
Подробнее »»

20.01 - 18:33

Синдром выгорания связали с опасным для жизни расстройством

Новое исследование показало, что продолжительный и выраженный стресс на работе или дома подвергает человека более мощному риску развития мерцательной аритмии. В Европе и США это нарушение в работе сердца является основной причиной инсультов.
Подробнее »»

20.01 - 17:59

6 серьезных причин не ходить на работу больным

В нашем мире не принято отдыхать, пропускать труд из-за болезни.
Подробнее »»

20.01 - 17:51

Семь эффективных способов снизить артериальное давление

Чтобы снизить давление при гипертонии не обязательно глотать кучу лекарств.
Подробнее »»

20.01 - 16:46

Медики подсказали, как правильно избавиться от похмелья

Проблема, с которой сегодня столкнулись многие.
Подробнее »»

20.01 - 16:46

Джастин Бибер страдает от болезни Лайма

Поп-исполнитель Джастин Бибер в Instagram рассказал о своей борьбе с болезнью Лайма.
Подробнее »»

20.01 - 15:40

Врачи рассказали об уникальных свойствах хурмы

Хурма — полезный продукт, который нужно обязательно включить в свой рацион питания.
Подробнее »»

20.01 - 15:26

Как справиться с усталостью и не допустить выгорания: личный опыт Ирины Данилевской

Основательница Ukrainian Fashion Week поделилась своими секретами
Подробнее »»

20.01 - 14:45

Использование подводки для глаз в повседневном макияже

Аккуратная линия подводки для глаз – лучший способ сделать взгляд особенно выразительным
Подробнее »»

20.01 - 14:37

Врачи подсказали, как избежать похмелья на утро

Что стоит предпринять, чтобы наутро не мучится от головной боли.
Подробнее »»

20.01 - 14:32

В Китае выявили еще 17 случаев заражения таинственным коронавирусом

В китайском городе Ухань растет число пациентов, у которых диагностирована пневмония, вызванная новым типом коронавируса. В воскресенье, 19 января, стало известно о 17 новых случаях.
Подробнее »»

20.01 - 13:57

Почему сыр вреден для здоровья: 6 весомых причин

Поедание сыра может нести такой урон организму, что трудно поверить.
Подробнее »»

20.01 - 13:32

Названы продукты, которые помогут быстро восстановиться после застолья

Во время празднования Нового года, особенно если гулянья растягиваются на несколько дней, организм попадает под настоящий удар огромным количеством всевозможных тяжелых блюд и алкоголя.
Подробнее »»

20.01 - 12:39

Селена Гомес объяснила, почему после разрыва с Джастином Бибером уже два года ни с кем не встречается

За отношениями Селены Гомес и Джастина Бибера пристально следили миллионы поклонников.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...