Desde el descubrimiento histórico de las ondas gravitacionales de dos agujeros negros que colisionan a más de mil millones de años luz de distancia en 2015, los físicos están avanzando en el conocimiento sobre los límites de precisión de las mediciones que ayudarán a mejorar la próxima generación de herramientas y tecnología utilizadas por la tecnología gravitacional. ola cientificos.
El profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Louisiana, Thomas Corbitt, y su equipo de investigadores ahora presentan la primera medición de banda ancha, fuera de resonancia del ruido de presión de radiación cuántica en la banda de audio, en frecuencias relevantes para detectores de ondas gravitacionales, como se informó hoy en Revista científica de la naturaleza.
La investigación fue apoyada por la National Science Foundation, o NSF, y los resultados apuntan a métodos para mejorar la sensibilidad de los detectores de ondas gravitacionales mediante el desarrollo de técnicas para mitigar la imprecisión en las mediciones llamadas “acción inversa”, lo que aumenta las posibilidades de detección gravitacional. olas.
Corbitt e investigadores han desarrollado dispositivos físicos que permiten observar y escuchar los efectos cuánticos a temperatura ambiente. A menudo es más fácil medir los efectos cuánticos a temperaturas muy frías, mientras que este enfoque los acerca a la experiencia humana. Albergados en modelos en miniatura de detectores como LIGO, o el Interferómetro Láser Gravitational-Wave Observatory, ubicados en Livingston, La., Y Hanford, Washington, estos dispositivos consisten en micro-resonadores de un solo cristal de baja pérdida, cada uno de ellos un pequeño Almohadilla de espejo del tamaño de un pinchazo, suspendida de un voladizo. Un rayo láser se dirige a uno de estos espejos, y cuando el rayo se refleja, la fluctuación de la presión de radiación es suficiente para doblar la estructura del voladizo, lo que hace que la almohadilla del espejo vibre, lo que genera ruido.
Los interferómetros de ondas gravitacionales utilizan la mayor potencia de láser posible para minimizar la incertidumbre causada por la medición de fotones discretos y maximizar la relación señal / ruido. Estos haces de mayor potencia aumentan la precisión de la posición, pero también aumentan la acción de retorno, que es la incertidumbre en la cantidad de fotones que se reflejan desde un espejo y que corresponde a una fuerza fluctuante debido a la presión de radiación en el espejo, lo que provoca un movimiento mecánico. Otros tipos de ruido, como el ruido térmico, generalmente dominan sobre el ruido de presión de radiación cuántica, pero Corbitt y su equipo, incluidos los colaboradores del MIT, los han clasificado. El LIGO avanzado y otros interferómetros de segunda y tercera generación estarán limitados por el ruido de presión de radiación cuántica a bajas frecuencias cuando funcionen a su máxima potencia de láser. El artículo de Corbitt en Nature ofrece pistas sobre cómo los investigadores pueden solucionar esto al medir las ondas gravitacionales.
El profesor asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Louisiana, Thomas Corbitt, y su equipo de investigadores ahora presentan la primera medición de banda ancha, fuera de resonancia del ruido de presión de radiación cuántica en la banda de audio, en frecuencias relevantes para detectores de ondas gravitacionales, como se informó hoy en Revista científica de la naturaleza.
La investigación fue apoyada por la National Science Foundation, o NSF, y los resultados apuntan a métodos para mejorar la sensibilidad de los detectores de ondas gravitacionales mediante el desarrollo de técnicas para mitigar la imprecisión en las mediciones llamadas “acción inversa”, lo que aumenta las posibilidades de detección gravitacional. olas.
Corbitt e investigadores han desarrollado dispositivos físicos que permiten observar y escuchar los efectos cuánticos a temperatura ambiente. A menudo es más fácil medir los efectos cuánticos a temperaturas muy frías, mientras que este enfoque los acerca a la experiencia humana. Albergados en modelos en miniatura de detectores como LIGO, o el Interferómetro Láser Gravitational-Wave Observatory, ubicados en Livingston, La., Y Hanford, Washington, estos dispositivos consisten en micro-resonadores de un solo cristal de baja pérdida, cada uno de ellos un pequeño Almohadilla de espejo del tamaño de un pinchazo, suspendida de un voladizo. Un rayo láser se dirige a uno de estos espejos, y cuando el rayo se refleja, la fluctuación de la presión de radiación es suficiente para doblar la estructura del voladizo, lo que hace que la almohadilla del espejo vibre, lo que genera ruido.