Klem fører til præcision ved kollision med stjernemasse i sort hul

Forskere ved Australian National University (ANU) har fundet en måde at bedre opdage alle kollisioner af sorte huller i stjernemassen i universet.

Stjernemasse sorte huller dannes ved tyngdekraftens kollaps af en stjerne. Deres kollisioner er nogle af de mest voldelige begivenheder i universet, skabe gravitationsbølger eller krusninger i rumtiden.

Disse krusninger er minimale og detekteres ved hjælp af laserinterferometre. Indtil nu, mange signaler er blevet druknet af såkaldt kvantestøj på laserlyset, der skubber laserinterferometerets spejle rundt-hvilket gør målingerne uklare eller upræcise.

Forskernes nye metode, kaldes "klemning, "dæmper kvantestøj, hvilket gør målinger mere præcise, med resultaterne offentliggjort i Natur fotonik .

Gennembruddet vil være afgørende for næste generations detektorer, som forventes at komme online inden for de næste 20 år.

En af de involverede forskere, Dr. Robert Ward, sagde, at yderligere eksperimenter blev forberedt på at bekræfte holdets bevis på konceptet for en ny enhed til dæmpning af virkningen af ​​kvantestøj.

"Detektorerne bruger lyspartikler kaldet fotoner fra en laserstråle til at fornemme ændringen i positionen af ​​vidt adskilte spejle, "sagde Dr. Ward, fra ANU Research School of Physics og ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav).

"Imidlertid, detektorerne er så følsomme, at bare den tilfældige kvantevariabilitet i antallet af fotoner kan forstyrre spejlene nok til at maskere den bølgeinducerede bevægelse. "

Forskerne har vist, at klemning reducerer denne variation, gør detektorer mere følsomme.

Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) detektorer i USA og European Gravitational Observatory's detektor i Italien kaldet Virgo har fundet fusioner af to sorte huller, kollisionen mellem to neutronstjerner og muligvis også et sort hul, der spiser en neutronstjerne.

ANU spiller en hovedrolle i Australiens partnerskab med LIGO. Andre medlemmer af kvantepresseteamet omfatter professor David McClelland, Ph.d. forsker Min Jet Yap og Dr. Bram Slagmolen.

"De 'kvanteklemmere', vi designede på ANU sammen med andre opgraderinger til de nuværende LIGO -detektorer, har i høj grad forbedret deres sansemuligheder, ”Sagde Dr. Slagmolen.

Yap sagde, at det seneste eksperiment beviser, at forskere kan annullere anden kvantestøj, der kan påvirke detektorernes sansemuligheder.

"Den nye generation af LIGO-detektorer vil have mulighed for at detektere alle sorte huller i universet på et givet tidspunkt, " han sagde.

LIGO -teamet planlægger at designe og bygge de opgraderede kvantepressere inden for de næste par år. De nye enheder kan eftermonteres til de nuværende LIGO -detektorer, gør det muligt for forskere at opdage mange flere voldelige begivenheder meget længere ind i universet.