Tyngdekraftsbølgedetektion med atomure

Den nylige opdagelse af gravitationsbølger (GW) fra sammenlægningen af ​​to sorte huller med cirka tredive solmasser hver med det jordbaserede LIGO-anlæg har skabt fornyet begejstring for at udvikle endnu mere følsomme måleteknikker. Jordbaserede GW-instrumenter har sensorer med stor afstand, der kan registrere submikroskopiske ændringer i deres adskillelse-bedre end en del i en milliard billioner, De lider, imidlertid, fra støjen fra små jordskælv-vibrationer fra naturlige eller menneskeskabte kilder, der risler gennem de præcist afstemte detektorer. De vibrationer, der er sværest at kompensere for, er dem, der ændrer sig relativt langsomt, ved frekvenser omkring en gang i sekundet eller mindre alligevel forudsiger astronomer, at GW -kilder, der producerer disse langsomme variationer, burde være interessante og rigelige, fra kompakte stjernemasse-binære stjerner til gravitationsbegivenheder i det tidlige univers.

CfA har længe været kendt for sit laboratoriearbejde, der producerer nogle af de bedste præcisionsanordninger i verden. Især dens tidtagende hydrogen-maser ure, bruges af NASA til at spore sine satellitter såvel som af radioastronomer rundt om i verden til at foretage præcisionsmålinger af kosmiske fænomener ved hjælp af Very Long Baseline Interferometry. CfA maser -gruppen har gennem årene udviklet avancerede urteknologier, og at gøre dem til nye værktøjer til at undersøge himlen, herunder for nylig de såkaldte "laserkamme" til ultrapræcis måling af stjernernes hastighedsforskydninger forårsaget af ekstrasolare planeter.

CfA -forskere Igor Pokovski, Nick Langellier, og Ron Walsworth og to kolleger har udgivet et nyt GW -detektorkoncept for især at undersøge lavfrekvente GW'er. Deres teknik måler ikke nøjagtigt adskillelsen af ​​sensorerne, men deres små bevægelser via Doppler -effekten, når gravitationsbølger passerer. Enheden bruger en finstyret laser og præcise atomure monteret i to satellitter (i modsætning til andre rum -GW -koncepter, der kræver tre satellitter, dette system behøver kun to). Teknologien til denne kapacitet kræver kun realistiske forbedringer at implementere, og tilbyder en vigtig udvidelse til nuværende GW -systemer.