可实现更加灵敏的引力波探测器的新型激光技术_2021欧洲杯竞猜的app

发布者: 发布时间:2021-05-01
本文摘要:一年前,人们第一次必要观测到了引力波。

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一年前,人们第一次必要观测到了引力波。来自普朗克引力物理研究所(艾伯特爱因斯坦研究所AEI),以及来自莱布尼茨大学汉诺威分校,以及来自汉诺威激光中心公司(LZH)的激光专家在这一找到中充分发挥了主要起到,因为他们所用于的美国的激光干预引力波天文台中的核心仪器具备超强仪器激光技术需要展开很弱引力波信号的检测。

现在,爱因斯坦研究所的研究人员早已明确提出了两种新的技术,不仅需要进一步提高未来的引力波探测器的灵敏度。马克斯普朗克学会现在也强化了第三代引力波探测器的激光系统的发展。爱因斯坦研究所与汉诺威激光中心展开合作,在未来的五年计划投放375万欧元的研究经费,展开新型激光器Zentrum的研制,汉诺威研究中心接到多达未来五年375万欧元的研究经费,展开新型激光器以及提升其平稳方法的研究。

“我们早已获得了最重要突破,”BennoWillke教授说道,他是爱因斯坦研究所激光发展组的组组长。“我们的工作是更进一步研究干预引力波探测器中所用于的另外一种新型的激光束。此外,我们早已展出了如何提升功率平稳,即在探测器中所用于的高功率激光器的稳定性。

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这是未来天文学中引力波研究的最重要步骤,”这一研究结果公开发表在知名的科学杂志《光学快报》上,并获得了编辑们的推崇。更为同质化的激光束目前用于的所有激光系统的引力波探测器的光束,其中心的强度比边缘处的强度要低。这将造成一个不期望由于镜面表面的波动所引发的引力波探测器的测量精度问题。

这种所谓的热噪声可以由一个更加均匀分布的激光强度产于来提高。在2013年,该研究小组展示了如何取得更加均匀分布的高功率激光光束,建构出有所谓的LG33模式。现在,AndreasNoack已完成了自己的硕士论文,BennoWillke的团队正在尝试如何将这些激光束应用于到未来的引力波探测器中。转入探测器的第一步是一个被称作预测模式清洁器的装置,它优化了光束轮廓并增加了光束晃动。

Willke的团队找到新的LG33光束相容了当前所用于的预测洗手模式。研究人员还展出了如何解决问题这个问题。

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他们研发了一种新的预先洗手模式,这与LG33激光模式相容。“下一代引力波探测器的设计还未完成,”Willke说道。“因此,我们正在测试有所不同类型的激光器,找到尽量多的选项,尽量构建新的引力波探测器。

有了LG33激光束,我们现在变革了一大步。”提升激光发射功率的稳定性用作新型引力波的观测所有的干预引力波探测器,像LIGO、VIRGO和GEO600等都是依赖激光系统,并必须维持他们的高输出功率在一年内平稳,其功率在时间尺度上的波动十分小。BennoWillke的研究小组在这一研究领域具备世界领先的地位。他们创建了激光系统GEO600和高级LIGO,没这种设备,2015九月份的首次必要观测引力波是不有可能构建的。

现在,JonasJunker在Willke的团队中的硕士研究中早已更进一步完备了现有的电力平稳系统。激光光束的一部分被除去,构建探测器的多个分布式,从而准确确认总功率。

如果变化,主激光功率适当地展开校正。在他们的实验中,科学家们拓展了当前的系统,除此之外,另一个光电探测器还可以掌控和校正激光束的指向。

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在爱因斯坦研究所内,改良后的功率平稳方案已顺利应用于35瓦的激光系统的10米原型干涉仪。该原型是由汉诺威的研究人员为第三代探测器的技术的样板和测试,并在这些仪器中展开了量子力学效应的研究。功率稳定度超过五倍,低于其他组的哈密顿实验。这个结果与独立国家的桌面实验的结果相符度十分好。

“在隔绝外界环境之外的光学实验室中展开的实验与10米原型简单的大型实验几乎有所不同。我们第一次找到它是可以从一个桌面实验稳定性优良的水平展开移往出来的,”Willke说道。“我们找到,这些光电二极管阵列像预期那样工作,这意味著它也应当需要用作完全相同的多探测器阵列,应用于先进设备的LIGO,且超过这种低稳定性。


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