Konsep detektor baru menggunakan rongga optik mutakhir dan teknologi jam atom untuk merasakan gelombang gravitasi dalam pita frekuensi Milli-Hertz yang sulit dipahami.
Para ilmuwan telah meluncurkan pendekatan baru untuk mendeteksi gelombang gravitasi dalam rentang frekuensi Milli-Hertz, menyediakan akses ke fenomena astrofisika dan kosmologis yang tidak terdeteksi dengan instrumen saat ini.
Gelombang gravitasi-repleples dalam ruangwaktu yang diprediksi oleh Einstein-Have telah diamati pada frekuensi tinggi dengan interferometer berbasis darat seperti LIGO dan Virgo, dan pada frekuensi ultra-rendah dengan susunan waktu pulsar. Namun, rentang mid-band tetap menjadi titik buta ilmiah.
Dikembangkan oleh para peneliti di universitas Birmingham dan Sussex, konsep detektor baru menggunakan rongga optik mutakhir dan teknologi clock atom untuk merasakan gelombang gravitasi dalam pita frekuensi Milli-Hertz yang sulit dipahami (10? 5-1 Hz).
Dengan menggunakan teknologi yang matang dalam konteks jam atom optik, kita dapat memperpanjang jangkauan deteksi gelombang gravitasi ke dalam rentang frekuensi yang sama sekali baru dengan instrumen yang sesuai dengan tabel laboratorium.
Dr Vera Guarrera – Universitas Birmingham
Menerbitkan proposal mereka di Gravitasi klasik dan kuantumilmuwan mengungkapkan detektor yang menggunakan kemajuan dalam teknologi resonator optik, yang awalnya dikembangkan untuk jam atom optik, untuk mengukur pergeseran fase kecil dalam cahaya laser yang disebabkan oleh lewat gelombang gravitasi. Tidak seperti interferometer skala besar, detektor ini kompak, relatif kebal terhadap kebisingan seismik dan Newton.
Rekan penulis Dr Vera Gararrera, dari University of Birmingham, berkomentar: “Dengan menggunakan teknologi yang matang dalam konteks jam atom optik, kita dapat memperluas jangkauan deteksi gelombang gravitasi ke dalam rentang frekuensi yang sama sekali baru dengan instrumen yang sesuai dengan tabel laboratorium. Ini membuka kemungkinan yang lain untuk membangun jaringan global yang paling tidak ada.
Pita frekuensi Milli -Hertz – kadang -kadang disebut 'mid -band' – diharapkan menjadi tuan rumah sinyal dari berbagai sumber astrofisika dan kosmologis, termasuk binari kompak kerdil putih dan merger lubang hitam. Misi luar angkasa yang ambisius seperti LISA juga menargetkan pita frekuensi ini, tetapi mereka dijadwalkan untuk diluncurkan pada tahun 2030 -an. Detektor resonator optik yang diusulkan dapat mulai menjelajahi wilayah ini sekarang.
Rekan penulis Profesor Xavier Calmet, dari University of Sussex, berkomentar: “Detektor ini memungkinkan kita untuk menguji model astrofisika sistem biner di galaksi kita, menjelajahi merger lubang hitam besar-besaran, dan bahkan mencari latar belakang stokastik dari jalur awal.
Sementara misi berbasis ruang masa depan seperti Lisa akan menawarkan sensitivitas yang unggul, operasinya lebih dari satu dekade lagi. Detektor rongga optik yang diusulkan menyediakan sarana langsung dan hemat biaya untuk mengeksplorasi pita mili-Hz.
Studi ini juga menunjukkan bahwa mengintegrasikan detektor ini dengan jaringan jam yang ada dapat memperpanjang deteksi gelombang gravitasi ke frekuensi yang lebih rendah, melengkapi observatorium frekuensi tinggi seperti LIGO.
Setiap unit terdiri dari dua rongga optik ultrastable ortogonal dan referensi frekuensi atom, memungkinkan deteksi multi-saluran dari sinyal gelombang gravitasi. Konfigurasi ini tidak hanya meningkatkan sensitivitas tetapi juga memungkinkan untuk identifikasi polarisasi gelombang dan arah sumber.
Untuk informasi lebih lanjut, silakan hubungi Kantor Pers University of Birmingham di OR +44 (0) 121 414 2772.
University of Birmingham berada di peringkat di antara 100 institusi teratas dunia, pekerjaannya membawa orang -orang dari seluruh dunia ke Birmingham, termasuk para peneliti dan guru dan lebih dari 8.000 siswa internasional dari lebih dari 150 negara.
'Mendeteksi gelombang gravitasi Milli -Hz dengan resonator optik' – Giovanni Barontini, Xavier Calmet, Vera Guarrera, Aaron Smith, dan Alberto Vecchio diterbitkan di Gravitasi klasik dan kuantum.
