La fisica ha registrato un rumore nel laboratorio di LIGO – che c'è da sapere?

Grazie al lavoro dei laboratori di LIGO VIRGO gli scienziati sono riusciti a rilevare le onde gravitazionali

I Ricercatori del progetto LIGO hanno dimostrato come finissimo configurazione dei dispositivi permette loro di spingere i limiti delle leggi fondamentali della fisica. Laser-интерферометрическая gravitazionalmente-onda osservatorio (LIGO) rileva le onde gravitazionali, derivante da eventi catastrofici nell'Universo, proprio come la fusione di stelle di neutroni e buchi neri. Questi spazio-temporali fluttuazioni permettono agli scienziati di osservare gli effetti gravitazionali in condizioni estreme e di esplorare le questioni fondamentali sull'Universo e la sua storia. Recentemente, gli scienziati hanno registrato il movimento di un oggetto massiccio — specchio rivelatore sotto l'influenza di effetti quantistici. Ma che vuol dire?

Che cosa è un rumore?

Di Recente, i fisici sono riusciti a misurare lo spostamento di un enorme specchio rivelatore LIGO, il cui peso raggiunge i quaranta chili. Ricordiamo che a livello internazionale è di circa 40 istituti di ricerca e sull'analisi di dati provenienti dal sensore e di altri osservatori, impiega oltre 600 scienziati. Il compito principale di LIGO è la rilevazione e registrazione delle onde gravitazionali di origine cosmica, che per la prima volta sono stati previsti da Albert Einstein nella teoria della relatività Generale (OTO) nel 1916.

Come hanno dimostrato i risultati dello studio, pubblicato nel giornale di 40 kg di specchi LIGO possono muoversi in risposta a piccoli effetti quantistici, chiamato quantum rumore. Nella fisica quantistica il rumore si riferisce all'incertezza di una grandezza fisica, a causa della sua realtà di origine. In generale quantistico il rumore è una delle fondamentali leggi quantistiche: principio di indeterminazione di Heisenberg, secondo il quale alcune grandezze fisiche non possono avere contemporaneamente assolutamente i valori esatti.

il Miglioramento degli strumenti e dei dispositivi di LIGO in futuro si aprirà un sacco di misteri dell'Universo

In parole semplici, alcune grandezze misurare impossibile, così come le leggi fisiche non lo permettono. In pratica, questo significa che i dati di qualsiasi strumento di misura è presente un rumore, che è così piccolo che si perde nella più potenti rumori, e ancora non è possibile eliminare. Tuttavia, i fisici sono riusciti a misurare un piccolo cambiamento l'oggetto davanti uno specchio rivelatore di LIGO. Per comprendere meglio ciò che sta accadendo, immaginate di essere riparato spostamento più volte di meno di un atomo di idrogeno. Ma perchè questa fissa «quantum brividi» è importante per la scienza moderna?

Come funziona LIGO?

Così come il principio di indeterminazione di Heisenberg afferma che con assoluta precisione misurare un paio di grandezze fisiche non è possibile, l'incertezza, tuttavia, può ridurre a uno di loro, aumentando in un altro. E ' così ha fatto la fisica nel corso della ricerca – hanno ridotto il rumore quantistico e controllato, non è cambiato se il rumore in generale da tutte le fonti e se sì, come. Per questo hanno usato un dispositivo speciale, con la quale è riuscito a misurare il contributo di rumore quantistico in offset specchi LIGO.

Questo è interessante:

Ricordiamo che nel nucleo rilevatori di LIGO sono interferometri laser chilometri di scala, che misurare la distanza tra 40-килограммовыми sospesi specchi con la migliore precisione mai raggiunta. Un impareggiabile livello di sensibilità LIGO raggiunto grazie alla più moderna tecnica necessaria per la soppressione di vibrazioni e rumore termico nei rivelatori. E ' su questi livelli di sensibilità entra in gioco la meccanica quantistica: i ricercatori hanno usato una leggera pressione su specchietti e il numero di fotoni di luce laser. Importante qui è la posizione di specchi, così come solo il primo dei due valori ha influenza su di loro.

il Progetto LIGO è stato proposto nel 1992 Kip Thorne, Ronald Древером del California institute of technology e Rainer Вайссом del Massachusetts institute of technology.

In questo modo, i ricercatori sono riusciti a dimostrare che un rumore LIGO — è l'incertezza nella pressione della luce. Tutto quanto sopra significa che il poligono di LIGO fisica potrebbero sbirciare sotto il cosiddetto standard quantistica limite – limite, quando nelle misure sono stati utilizzati solo i quantistica dello stato.

In un esperimento è stato utilizzato неклассический «compresso luce», che riduce le fluttuazioni quantistiche laser campo. Solo pochi anni fa questo tipo di comportamento quantistico sarebbe stato troppo debole per poterlo osservare. Ma le nuove tecniche di misura permettono di allargare gli orizzonti della fisica, e miglioramenti futuri e la modernizzazione degli strumenti permettono di ottenere una migliore sensibilità già disponibili strumenti. Questo significa che in futuro saremo in grado di creare attrazione onda della tecnologia, che consentono maggiori dettagli penetrare lo spazio-tempo e scoprire . Quindi noi con voi in attesa di una serie di affascinanti scoperte scientifiche.