Нобелівська премія з фізики за 2017 рік присуджена за першу в історії людства реєстрацію гравітаційних хвиль. Відкриття здійснили колаборації ligo і virgo. З тих пір вчені зафіксували десятки збурень простору-часу як відлуння від взаємодії далеких космічних об’єктів, таких як чорні діри і нейтронні зірки. Нове відкриття дозволить підвищити частоту реєстрації гравітаційних хвиль з однієї на тиждень до декількох подій на добу.

Джерело зображення: california institute of technology

Комплекс ligo працює як система дзеркал на ефекті інтерференції лазерних променів в умовах високого вакууму. Гравітаційні хвилі розтягують і стискають простір-час навколо установки, що змінює час проходження променів через неї і дозволяє зареєструвати обурення. Розбіжність в прольоті променів набагато менше ширини протона. Зафіксувати подібне можна тільки на дуже і дуже чутливому приладі. Нове дослідження обіцяє в два рази знизити рівень шумів відображають дзеркал установки, що у вісім разів підвищить обсяг досліджуваної частини космосу.

Наукова робота по зниженню рівня шумів дзеркал установки ligo проводилася у співпраці між калтехом, університетом штату колорадо, монреальським університетом і стенфордським університетом, чий синхротрон в національній прискорювальній лабораторії slac використовувався для визначення характеристик покриттів. На кожне 40-кілограмове дзеркало (в кожному детекторі двох обсерваторій ligo їх по чотири) нанесені відбиваючі матеріали, які, по суті, перетворюють скло в дзеркало. Дзеркала відображають лазерні промені, чутливі до проходять гравітаційних хвиль.

Проблема в тому, що покриття, які роблять дзеркала відбивними, також можуть призвести до фонового шуму в приладі, який маскує представляють інтерес сигнали гравітаційних хвиль. Нове дослідження команди ligo описує новий тип дзеркального покриття з оксиду титану та оксиду германію та показує, як це може зменшити фоновий шум у дзеркалах ligo.

Нове покриття може бути використане для п’ятого циклу спостережень ligo, який розпочнеться в середині десятиліття в рамках програми advanced ligo plus. Четвертий цикл спостережень ligo, останній в рамках програми advanced ligo, повинен початися влітку 2022 року і не буде використовувати тільки що виявлену можливість для модернізації.