設計更高精度的引力波探測裝置

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作者：Aaron Jones

翻譯：艾宇熙

校對：鄭修肸 樑美珍

排版：簡稚珉

後臺：胡永葳 李子琦 李鳴晨

https://scitechdaily.com/gravitational-wave-scientists-pioneer-new-laser-mode-sensor-with-unprecedented-precision/

圖注：引力波的藝術想象圖。

在激光中存在一些特定的結構，被稱爲“本徵模式”。近日，一個國際合作團隊提出了一種高精度測量這些本徵模式的方法，參與其中的包括引力波、超表面和光電子領域的專家。

在引力波探測器巨大的探測臂中，運用了幾組鏡面來延長激光的光路。然而每一組鏡面都會在與激光的相互作用中對激光產生微擾，導致激光相比原本的形態發生散射。這種散射的累積會導致信號的噪聲產生，影響探測器的精度，並可能導致探測器關機。

在近期提交的研究中，來自荷蘭阿姆斯特丹自由大學的Andreas Freise教授寫道：像LIGO、Virgo、KAGRA這樣的引力波探測器蘊含着大量的光能。我們希望開發一種能夠看到激光內部細節的方法，在激光內部的微小波動可能會限制探測器的精度。

在電信業中也存在類似的問題，科學家們希望能用多種本徵模式通過光纖傳遞更多的信息。來自引力波卓越發現中心（OzGrav）的研究者Aaron Jones（同時他也是西澳大學的教授）解釋說：“電信領域的科學家們已經開發出了一種用簡單儀器測量本徵模式的方法，但這對於我們的需求還不夠。我們希望利用超表面來測量本徵模式，並且聯繫了相關領域的合作者來幫我們構建一個超表面。”

圖注：研究所提出的包含激光、鏡面和超表面的裝置。

圖源：OzGrav

在這項研究中，研究者對一個比先前的檢測手段靈敏度高1000倍的方法進行了概念上的證明。他們希望能將這個方法應用於外來的引力波探測器中，這種精度可以用於探測中子星的結構，並有助於廣義相對論的基礎研究。

任職於同一中心和西澳大學的趙教授也表示，未來的引力波探測中，特別是處理與中子星內部結構相關的問題時，解決模式感知的問題非常關鍵。

責任編輯：黃婧

牧夫新媒體編輯部

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圖注：詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將於2022年7月12日發佈首張全綵圖像和光譜數據。

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