25.08.2021, 08:19
Исследователи представили новое устройство, способное регистрировать высокочастотные гравитационные волны, испускаемые, например, первичными черными дырами. За первые 153 дня его работы физики обнаружили два события, которые не смогли зафиксировать другие современные приборы.
University of Western Australia
Сегодня исследователи охотятся лишь за низкочастотными гравитационными волнами, а колебания высокой частоты остаются неисследованными. Новое устройство может исправить эту ситуацию
Гравитационные волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном, теория которого предполагала, что движение астрономических объектов может порождать волны искривления пространства-времени, распространяющиеся по Вселенной. Это предсказание было доказано на практике в 2015 году, когда детекторы LIGO и Virgo впервые поймали подобный сигнал. Ученые считают, что низкочастотные гравитационные волны вызваны вращением и слиянием двух черных дыр или поглощением звезды черной дырой.
Нынешнее поколение детекторов обладает высокой чувствительностью только к низкочастотным сигналам. При этом высокочастотные гравитационные волны остаются малоизученным и чрезвычайно сложным направлением в астрономии.
Новый детектор для улавливания высокочастотных гравитационных волн, разработанный физиками, содержит в своей основе кварцевый резонатор объемных акустических волн. Это устройство представляет собой диск из кварцевого кристалла, который может вибрировать на высоких частотах из-за акустических волн, проходящих через него. Эти волны индуцируют распространение электрического тока по всему устройству, которое можно обнаружить путем размещения проводящих пластин на внешних поверхностях кварцевого диска.
Кварцевый резонатор исследователи подключили к сверхпроводящему квантовому интерференционному устройству, известному как SQUID, которое действует как чрезвычайно чувствительный усилитель сигнала. Эта сборка была помещена в несколько радиационных экранов для защиты от случайных электромагнитных полей и охлаждена до криогенных температур. Это позволило регистрировать при помощи усилителя SQUID низкоэнергетические акустические колебания кварцевого кристалла при больших напряжениях. В ходе проверки работы прибора ученые смогли обнаружить два новых события, которые потенциально могли бы быть высокочастотными гравитационными волнами.
Статья об открытии опубликована в журнале Physical Review Letters.
