05.04 - 17:30

Китай начал строить гравитационную антенну на атомных лазерах


 

Китайские ученые опубликовали план находящейся в процессе сооружения крупной подземной гравитационно-волновой обсерватории ZAIGA. Она будет существенно отличаться от существующих сегодня LIGO, Virgo и KAGRA. Оценочная стоимость проекта составляет около двух миллиардов юаней (примерно 264 миллиона евро). Если исследователям удастся полностью получить финансирование, то установка может начать работу уже в 2025 году. Подробности приводятся на сайте arXiv.org.

Открытие гравитационных волн в 2015 году парой американских гравитационно-волновых антенн LIGO привело к всплеску интереса к данному направлению исследований. В Европе активизировалось обновление антенны Virgo, в Японии вышел на финальный этап строительства проект KAGRA, начались обсуждения о постройке копии LIGO в Индии, успехом закончились испытания европейского тестового спутника LISA Pathfinder, появилось сразу несколько новых проектов космических гравитационных антенн.

Тем не менее, все работающие на данный момент установки, а также большинство предложенных, спроектированы по принципиально одинаковой схеме — это лазерные интерферометры, плечи которых образуют угол в 90 градусов. Эта схема наиболее проста для реализации, но также обладает недостатками. В частности, она не позволяет полноценно исследовать возможные поляризации гравитационных волн. По этому параметру возмущения пространства-времени намного сложнее электромагнитных волн, а детальное исследование этого аспекта может помочь продвинуться в теоретическом понимании гравитации, указав на отклонения от общей теории относительности (ОТО).

Физики из нескольких институтов Китайской академии наук опубликовали детали проекта принципиально иной гравитационной антенны ZAIGA (Zhaoshan long-baseline Atom Interferometer Gravitation Antenna — Чжаошаньская атомно-интерферометрическая антенна с длинной базой). По словам авторов, данная обсерватория, для которой уже выбрано место строительства и начато бурение тоннелей, будет представлять собой атомный интерферометр в виде равностороннего треугольника с длиной стороны в километр. Установка будет находиться на средней глубине в 200 метров под горой Чжаошань (благодаря чему и получила свое название), расположенной в 80 километрах от города Ухань в провинции Хунань. Особенности конструкции позволят не только продвинуть точность исследований гравитационных волн, но и обеспечат возможность проведения других экспериментов, в том числе по проверке выполнения принципа эквивалентности, измернию гравитационного красного смещения, гравимагнитным эффектам (в частности, увлечению систем отсчета вращающимися телами) и некоторым другим явлениям.

Основным отличием от существующих экспериментов является использование атомного интерферометра, а не лазерного. Принцип этого устройства схож с оптическим аналогом, но вместо когерентного состояния частиц света (лазера) используется когерентное состояние атомов (конденсат Бозе — Эйнштейна). В остальном схемы похожи: также предполагается разделение когерентного пучка частиц, движение частей в плечах установки и сведением вместе для изучения небольших различий в пройденном пути на основе изменения интерференционной картины. Так как атомы обладают массой, то они движутся гораздо медленнее света, что позволяет им дольше накапливать эффект от воздействия гравитационной волны, в результате делая прибор на их основе более чувствительным.

Другим важным отличием от существующих обсерваторий станет диапазон рабочих частот: в то время как LIGO и подобные установки чувствительные к волнам с частотами около сотен герц, ZAIGA будет детектировать возмущения с частотами от 0,1 до 10 герц. Такие сигналы ожидаются при слиянии существенно более крупных черных дыр промежуточных масс, которые создают гравитационное поле как сотня или миллион Солнц. Черные дыры данного типа регистрировать труднее всего, но их изучение позволит узнать как набрали массу сверхмассивные черные дыры. На данный счет астрофизиками предложено несколько гипотез, но ни одна из них пока не получила исчерпывающих доказательств.

Помимо гравитационных волн, ZAIGA подходит для других связанных с гравитацией задач. В частности, на концах 200-метрового вертикального тоннеля, соединяющего подземную часть с поверхностью, будут расположены атомные фонтаны, то есть вакуумные трубы, в которых можно исследовать свободное падение отдельных атомов. Такие установки подходят для проверки слабого принципа эквивалентности — одной из основ ОТО, — согласно которому траектории свободно падающих тел не зависят от их массы и внутреннего строения. Расположенные на разной высоте атомные часы также позволят исследовать другие эффекты ОТО, такие как зависимость темпа хода часов от величины гравитационного потенциала.

ZAIGA — не единственный проект треугольного интерферометра, такой же формой должен обладать проектируемый Телескоп Эйнштейна и космическая обсерватория LISA. Также существуют другие проекты гравитационных антенн на основе атомных лазеров, в частности, MIGA (Matter-wave laser Interferometric Gravitation Antenna — гравитационная антенна на основе интерферометрии лазеров из волн материи). Новый сеанс наблюдений на лазерных интерферометрах LIGO и Virgo начался 1 апреля. Японская установка KAGRA должна присоединиться к ним в ближайшее время.

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:
Читайте также:

Сколько стоит хорошая косметика? Мифы и правда о масс-маркете и люксе

Маркетологи изрядно потрудились над представлением людей, что «хорошо – это обязательно дорого». Хочешь качественный уход? Выложи всю зарплату! Мечтаешь о стойком макияже? Дорогие бренды помогут!
Подробнее »»

Вкратце о пилатесе

Пилатес – это система физических упражнений, направленная на развитие силы, гибкости и координации.
Подробнее »»

Можно ли тренироваться через боль: ответ Аниты Луценко

Хорошую" и "плохую" боль дилетанту в области фитнеса различить непросто
Подробнее »»

Ананасы: польза для организма, сведения о питательности

Колючий снаружи, сладкий внутри, ананас – это замечательный фрукт. Он принадлежит к семейству бромелиевых и является одним из немногих бромелиевых, чьи плоды съедобны.
Подробнее »»

Смерть друга бьет по психике сильнее, чем мы думаем

Уход из жизни близкого человека обычно происходит внезапно и становится тяжелым испытанием. А сколько времени должно пройти, чтобы зажили раны?
Подробнее »»

Читайте также:
19.05 - 08:07

Несколько способов контролировать стресс

Ни для кого не секрет, что регулярный стресс чреват серьёзными побочными эффектами, оказывающими влияние на здоровье и счастье человека.
Подробнее »»

19.05 - 07:32

Что можно и нельзя пить, если вы хотите похудеть

Узнайте, какие напитки самые калорийные
Подробнее »»

19.05 - 06:04

Каковы полезные свойства тимьяна?

Тимьян – это растение, нашедшее себе применение как в кулинарии, так и в медицине и декоративном использовании.
Подробнее »»

19.05 - 04:41

На что способен лазер в омоложении: объясняет врач-дерматокосметолог

Мечта любой женщины – оставаться подтянутой, привлекательной в любом возрасте.
Подробнее »»

19.05 - 04:07

Источник клетчатки – инжир

Богатый витаминами, минералами и клетчаткой, инжир с давних времён известен человечеству. Этот универсальный ингредиент добавит вкус сладости к различным видам блюд
Подробнее »»

18.05 - 23:39

У женщины обнаружили рак глаза очень редкого вида

59-летнюю американку доставили в больницу с болью в области глаза и развившимся воспалением.
Подробнее »»

18.05 - 22:08

В атмосфере Земли нашли рекордное загрязнение

Рекордное загрязнение было зарегистрировано 11 мая.
Подробнее »»

18.05 - 20:28

Физические упражнения снижают риск гипертонии

Британские ученые исследовали влияние физических нагрузок на состояние здоровья человека и возможность предотвращения ряда болезней.
Подробнее »»

18.05 - 20:05

NASA планирует сбить астероид с орбиты

Didymo пройдёт на расстоянии 10,9 млн км от Земли.
Подробнее »»

18.05 - 19:37

ТОП-5 популярных игрушек, которые могут быть опасны для здоровья детей

Родителям бывает сложно отказать малышу в покупке привлекательной игрушки. Но здравый смыл должен возобладать, ведь приобретение может повлиять на здоровье и жизнь ребенка.
Подробнее »»

18.05 - 18:02

На дне Марианской впадины обнаружили пластик

ченые планируют проверить, содержат ли существа, образцы которых они собрали, микропластик.
Подробнее »»

18.05 - 17:17

Зубная боль: причины и способы избавления

Зубная боль настигает в самый неожиданный и неподходящий момент – среди ночи, на курорте, во время поездки или на праздничных выходных - когда при всём желании попасть к стоматологу незамедлительно не получится
Подробнее »»

18.05 - 16:25

10 необычных способов борьбы с лишним весом

Слышали ли вы о том, что для похудения иногда важно тщательно обнюхивать пищу? Об этих и других неожиданных способах рассказали эксперты из Германии.
Подробнее »»

18.05 - 16:06

Луна продолжает остывать и сжиматься

Ученые зафиксировали сейсмическую активность на Луне
Подробнее »»

18.05 - 15:36

Ученые: негативный опыт помогает найти истинные ценности в жизни

Каждому приходится сталкиваться с трудностями и потрясениями.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...