Точността на гравитационния телескоп LIGO преодоля квантовата граница
От 2015 година насам Лазерната интерферометрична гравитационно-вълнова обсерватория (LIGO) следи гравитационните талази, генерирани в пространството от сблъскващи се черни дупки или неутронни звезди. Точността на измерванията на LIGO зависи от способността ѝ да мери разтягането и свиването на тъканта на пространство-времето благодарение на мащаби, 10 000 трилиона пъти по-малки от човешки косъм. Като направиха забележителен пробив в технологията за квантово „ компресиране “, експертите от обсерваторията съумяха да преодолеят ограничаването, наложено от законите на квантовата физика, и да измерят вълнообразни придвижвания в пространство-времето в целия честотен диапазон на гравитационните талази, които LIGO засича.
Законите на квантовата физика дефинират, че частиците, в това число фотоните, основават квантов звук, който понижава точността на лазерните измервания. Квантовата компресия е техника, която разрешава този звук да бъде заглъхнал или, по-точно, да бъде изместен от едно място на друго, с цел да се създадат по-точни измервания.
Терминът „ компресия “ се отнася до обстоятелството, че светлината може да се манипулира като балон. Ако го стиснете на едно място, ще получите въздушен мехур на друго. Светлината също може да бъде компресирана, с цел да се направи едно от нейните свойства по-точно, като в този случай друго свойство става по-неточно, според правилото на неопределеността. От 2019 година детекторите близнаци на LIGO компресират светлината по подобен метод, че да усилят чувствителността й към гравитационните талази. Но до момента в който измерванията на високи честоти стават по-точни, обстановката е противоположна при ниските честоти.
Решението на този проблем е потреблението на честотно подвластни оптични кухини – тръби с дължина към 300 метра, които дават опция за компресиране на светлината по разнообразни способи според от честотата на гравитационните талази, които съставляват интерес за астрономите. Всичко това понижава интерференцията в цялата периодичност на наблюденията на LIGO. Така че в този момент на учените не се постанова да избират къде да жертват точността.
Новата технология за „ честотно подвластна компресия “, за която написа MIT News, се употребява от обсерваторията LIGO от месец май тази година. Това значи, че в този момент детекторите могат да улавят повече сигнали от Вселената и да откриват към 60% повече сливания на свръхмасивни обекти, в сравнение с преди.
Освен това насъбраният опит може да бъде потребен за основаването на квантови компютри и друга микроелектроника, както и за опити в региона на фундаменталната физика.
