Группа исследователей из Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) в США разработала систему сжатого света для повышения чувствительности обнаружения гравитационных волн. В своей статье, опубликованной в Science, ученые описали, как внесенные в обсерваторию изменения уменьшили мерцание квантовых полей, что привело к увеличению количества регистрируемых сигналов.
LIGO, удостоенная Нобелевской премии за обнаружение гравитационных волн в 2015 году, использует лазерные лучи, разделяющиеся на две части, чтобы фиксировать микроскопические колебания пространства-времени. Эти волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном и представляют собой рябь в ткани Вселенной, создаваемую массивными космическими событиями, такими как слияния черных дыр.
С момента создания обсерватории перед исследователями стояла задача различать гравитационные волны и квантовые шумы, мешающие точным измерениям. Для решения этой проблемы команда разработала кристалл и использовала набор зеркал и линз, которые позволяют сжимать свет в квантовое состояние, снижая мерцание и повышая чувствительность LIGO.
На первых этапах усовершенствования LIGO удалось повысить обнаружение гравитационных волн с высокими частотами. После дополнительных модификаций команда добилась возможности фиксировать гравитационные волны на более низких частотах, что значительно расширило спектр регистрируемых сигналов.
В результате чувствительность обсерватории к гравитационным волнам удвоилась, что позволит изучать удаленные регионы Вселенной. Ожидается, что это усовершенствование даст ученым возможность исследовать черные дыры, образовавшиеся в ранние эпохи после рождения звезд, и углубить понимание эволюции космоса.