Атомні телескопи НАСА побачать гравітаційні хвилі

Команда дослідників з Центру космічних польотів імені Р. Годдарда, НАСА, отримала гроші на інноваційний проект по розробці нового типу астрономічних приладів з атомної точністю.


Деякі вчені вважають, що дана технологія надточних вимірювань знайде широке застосування в різних областях: від управління підводними човнами і літаками до масштабних досліджень Всесвіту.

Передова технологія вимірювань на атомному рівні розробляється насамперед для виявлення гравітаційних хвиль - брижах простору-часу, яка викликана різними подіями, включаючи Великий вибух. Згідно загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна, гравітаційні хвилі виникають, коли масивні небесні тіла рухаються і порушують тканину простору-часу. Однак до того часу, як ці хвилі досягають Землі, вони настільки слабкі, що виявити їх вплив можна, лише спостерігаючи за атомами. Саме тому навіть найдосконаліші наземні інтерферометри досі не змогли "побачити" гравітаційні хвилі.

Фахівці НАСА вважають, що атомна інтерферометрія допоможе виявити гравітаційні хвилі і дасть астрономам особливий інструмент для вивчення самих різних явищ: від чорних дір до охолодження водневої плазми і формування атомів.

Атомна інтерферометрія працює за тим же принципом, що і оптична, в якій порівнюються два промені світла. Тим не менш, вона залежить від квантової механіки, зокрема, від ефекту охолодження атомів майже до абсолютного нуля, коли їх можна помістити в стан суперпозиції, розділити і направити по різних траєкторіях. Це дозволяє створити атомний інтерферометр, аналогічний оптичному, але набагато більш точний.

В даний час команда вчених розробила потужну узкополосную волоконно-оптичну лазерну систему, яку планується випробувати на одному з найбільших інтерферометрів, розташованому у фізичній лабораторії Стенфордського університету. Під час випробувань нейтральні атомів рубідію будуть охолоджуватися за допомогою лазерних імпульсів. Атоми будуть розділені, і вчені отримають можливість управляти їх траєкторіями, щоб створити інтерференційну картину.

У майбутньому дана технологія буде використовуватися на космічному інтерферометрі, схожому на лазерний інтерферометр LISA. Тільки, на відміну від трьох апаратів інтерферометра LISA, рознесених на відстань мільйонів кілометрів один від одного, компоненти атомного інтерферометра будуть розташовані ближче один до одного - 500-5000 км. Даний інструмент дозволить виявити найслабші гравітаційні хвилі.


Останні новини