操作激光和量子真空之间的相互作用引力波探测器再次改造

物理学家现已成功地开宣布一种新仪器，该仪器可以明显下降量子水平上的噪声，到现在为止，量子水平上的噪声约束了试验和发现引力波的才能。大质量黑洞和恒星之间的磕碰，被认为是在2015年初次勘探届时空中发生的这些涟漪。到现在为止，总共有大约11起勘探得到充沛承认。新设备标志着对激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的严重改善，将其勘探规模增加了15%，由于天空是球体，科学家们估计可以勘探到大约50%的引力波。

科学家们现在猜测，在LIGO正在进行的试验继续到2020年4月期间，将捕捉到数十个这种很少被检测到的事情，这可能会改动对这些现象的了解，该协作研讨小组现在在《物理谈论快报》上宣布了其发现。领导这项作业的科学家之一、麻省理工学院天体物理学家丽莎·巴索蒂(Lisa Barsotti)说：这真的是一个转折点，由于现在咱们真的可以终究靠一切这些勘探来进行计算了”，这便是为什么它正在成为引力波天文学新纪元的原因。

LIGO坐落华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的勘探器，运用巨型干涉仪显现了一种传入的引力波。这中心还包含激光从镜子上反弹，并沿着两个4公里长的L型手臂跋涉。引力波使两臂发生拉力，因而这对激光束变得不同相位。但物理学家勘探如此细小信号的才能，遭到看似不可逾越的量子噪声约束，由于随机动摇稍微调制了光子的抵达时刻，光子是激光中最小的量子比特。为了补偿这一点，Barsotti和搭档们运用了量子“紧缩器”，这是一种坐落干涉仪手臂腔内的晶体。

可以操作激光和量子真空之间的彼此作用，并在光子之间发生较小的动摇。这项成果汇集了量子物理和天体物理方面的专业相关常识，并使科学家们可以在黑洞和密度极高的中子星彼此磕碰时，进行更活络的勘探。其他磕碰天体，如超新星爆破和更典型的恒星，发生的引力波依然太小，用现在的技能无法分辩出来。室女座也在运用意大利北部制作的勘探器，测验相似的量子紧缩设备，量子紧缩光将成为一切下一代勘探器的规范。

比方拟议中的世界勘探器，它的臂将在地面上扩展40公里，进一步提高其活络度。自2015年以来，激光干涉仪引力波天文台(LIGO)一直在直接勘探来自双星兼并的引力波，研讨运用先进的LIGO H1和L1勘探器初次运用紧缩真空态直接丈量引力波。这一成便是几十年来在引力波勘探器中完成紧缩态研讨的高峰。在正在进行的O3观测运转期间，紧缩态将LIGO干涉仪对50 Hz以上信号的活络度提高了高达3dB，从而将预期检测率提高了40%(H1)和50%(L1)。

博科园｜研讨/来自：美国物理研讨所

参阅期刊《物理谈论快报》

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