Chuyên mục

Liên kết website
Thống kê truy cập
Đang trực tuyến : 91
Tổng truy cập : 57,998

Công Nghệ

Phát triển một phương pháp cải thiện độ nhạy máy dò sóng hấp dẫn (30/09/2020)

Các máy dò sóng hấp dẫn đã mở ra một cánh cửa mới vào vũ trụ bằng việc đo đạc các gợn sóng trong không thời gian, vốn được tạo ra bằng sự sáp nhập của các lỗ đen và sao neutron. Tuy nhiên độ nhạy của các máy dò này bị các thăng giáng lượng tử giới hạn. Tiến sĩ vật lý Jonathan Cripe và cộng sự ở trường đại học Louisiana (Mỹ) đã triển khai một thực nghiệm mới với các nhà nghiên cứu Caltech và Thorlabs để khám phá một cách loại trừ những tác động ngược của thăng giáng lượng tử và cải thiện độ nhạy của các máy dò.

Tiến sĩ vật lý Jonathan Cripe và cộng sự đang thực hiện một thực nghiệm mới.

Trong “Quantum Backaction Cancellation in the Audio Band” - một bài báo trên Physical Review X, các nhà nghiên cứu đã trình bày một phương pháp loại bỏ những tác động ngược đó trong một hệ được làm đơn giản hóa sử dụng gương có kích thước như tóc người và chứng tỏ chuyển động của gương đã giảm xuống tương đồng với những dự đoán lý thuyết. Nghiên cứu này do Quỹ Khoa học Mỹ tài trợ.

Bất chấp việc sử dụng các tấm gương nặng 40 kilogram để dò các sóng hấp dẫn vượt qua, các thăng giáng lượng tử của ánh sáng làm nhiễu loạn vị trí của các tấm gương khi ánh sáng được phản chiếu. Khi các máy dò sóng hấp dẫn tiếp tục tăng độ nhạy lên sau những lần nâng cấp, những tác động ngược lượng tử sẽ trở thành một giới hạn cơ bản cho độ nhạy của máy, ảnh hưởng đến năng lực dò các thông tin vật lý thiên văn từ sóng hấp dẫn.

“Chúng tôi trình bày một môi trường thử thực nghiệm để nghiên cứu và loại trừ tác động ngược lượng tử”, Cripe nói. “Chúng tôi thực hiện hai phép đo đạc vị trí của một vật thể vĩ mô bị tác động ngược lượng tử lấn át và chứng tỏ bằng việc thực hiện một thay đổi đơn giản trong phối hợp đo lường, chúng ta có thể loại bỏ các ảnh hưởng lượng tử khỏi đo đạc chuyển vị. bằng việc khám phá các tương quan giữa pha đó và cường độ của trường quang học, tác động ngược lượng tử bị loại trừ”.

Garrett Cole, người phụ trách công nghệ tại Phòng thí nghiệm Thorlabs Crystalline Solutions (Các giải pháp gương tinh thể theo đề xuất của Thorlabs Inc.) vào năm ngoái) và cộng sự của ông chế tạo các tấm gương vi cơ học từ một lớp đa lớp biểu mô GaAs và AlGaAs. Một tổ chức bên ngoài, IQE North Carolina, phụ trách việc nuôi cấy tinh thể trong khi Cole và cộng sự, bao gồm các kỹ sư Paula Heu và David Follman, chế tạo thiết bị tại bộ phận chế tạo nano của trường đại học California Santa Barbara.

“Bằng việc thực hiện phép đo đạc này trên một tấm gương có thể nhìn thấy bằng mắt thường – tại nhiệt độ phòng và tại các mức tần số tai người có thể nghe thấy được – chúng ta đã mang các tác động tinh tế của cơ học lượng tử tới gần hơn với trải nghiệm thực của con người”, nghiên cứu sinh Torrey Cullen nói. “Bằng việc làm dịu đi ‘tiếng thì thầm’ của lượng tử, giờ chúng tôi có thể nghe được nhiều hơn những nốt nhạc của bản giao hưởng vũ trụ”.

“Nghiên cứu này xảy ra đúng thời điểm đặc biệt bởi Đài quan sát sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế LIGO hiện mới loan báo vào cuối tháng trước trên Nature là họ đã thấy những hiệu ứng nhiễu áp suất phóng xạ lượng tử tại đài quan sát LIGO Livingston”, Thomas Corbitt, phó giáo sư tại Khoa vật lý và thiên văn LSU.

Nỗ lực đằng sau bài báo này “Những tương quan lượng tử giữa ánh sáng và các tấm gương có khối lượng hàng kilogram của LIGO” là sự dẫn dắt Nergis Mavalvala, hiệu trưởng trường Khoa học MIT cũng như công sức của Haocun Yu – người nhận học bổng postdoct và nhà nghiên cứu Lee McCuller cùng ở Viện nghiên cứu Vật lý thiên văn và không gian Kavli MIT.

“Nhiễu áp suất phóng xạ lượng tử hiện đã bị loại khỏi nền nhiễu của LIGO, và chẳng bao lâu nữa, nó cũng bị loại khỏi nguồn nhiễu của các cỗ máy dò GW”, Mavalvala nói. “Các quan sát vật lý thiên văn sâu sắc hơn sẽ không chỉ trở nên có thể nếu chúng ta có thể giảm bớt được nhiễu và kết quả đẹp đẽ từ nhóm nghiên cứu Corbitt tại LSU đã chứng tỏ một kỹ thuật đã làm được điều đó”.

Nguồn: Tô Vân/tiasang.com.vn

Ngày cập nhật: 28/9/2020

https://tiasang.com.vn/-doi-moi-sang-tao/Phat-trien-mot-phuong-phap-cai-thien-do-nhay-may-do-song-hap-dan-25530