Et nyt belægningsmateriale, der kan hjælpe med at reducere termisk støj på tyngdekraftsbølgedetektorspejle

Et team af forskere fra University of Glasgow, University of Strathclyde og Hobart og William Smith Colleges har udviklet en ny belægning til spejle, der bruges på tyngdekraftsdetektorer, der er 25 gange mindre støjende end spejloverflader, der bruges på LIGO. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver, hvordan de lavede det, og hvor godt det klarede sig under testen.

De spejle, der bruges i tyngdekraftsbølgedetektorer, er placeret i enderne af armene. Sammenhængende lysstråler reflekteres fra begge spejle og forstyrrer hinanden. Gravitationsbølger måles ved at notere, hvor meget spejlene forskydes, hvilket resulterer i små ændringer i længden af ​​de arme, som de er fastgjort til, til en nøjagtighed på 10 ^–16 cm. Så imponerende som det er, forskere ønsker at forbedre følsomheden af ​​detektorer, der bruges på LIGO/Virgo, selv efter den seneste opgradering.

Til det formål, medlemmer af Den Europæiske Union er begyndt at udvikle planer for konstruktionen af, hvad Einstein -teleskopet, en gravitationsbølgedetektor med følsomhed 100 gange højere end LIGO/Jomfru. Men for at det kan ske, forbedringer i designet af det nuværende interferometer er påkrævet. En af disse forbedringer er at reducere mængden af ​​termiske udsving i spejlbelægningerne. I denne nye indsats, forskerne hævder at have gjort netop det.

Udsving i spejlbelægningen skyldes mekanisk tab, hvor vibrationer resulterer i varmegenerering, forårsager termiske udsving. Støjen fra udsvingene forstyrrer måling af tyngdekraftsbølgerne. For de nuværende systemer, støjniveauet er acceptabelt, men det skal reduceres betydeligt for mere følsomme detektorer.

For at reducere støj i spejlbelægningen, forskerne erstattede det smeltede silica og tantaloxid, der i øjeblikket bruges med hafniumoxid og amorft silicium, henholdsvis. Test viste, at udskiftningerne var 25 gange mindre støjende end de nuværende belægninger - nok til brug på Einstein -teleskopet.

Teoretikere har anslået, at Einstein -teleskopet burde være i stand til at finde primære sorte huller og andre eksotiske objekter - og det bør også give de nødvendige fund for at tydeliggøre Hubble -konstanten.

© 2019 Science X Network