07.03.2023
11:42

Обнаружение гравитационных волн при помощи атомных часов

Недавнее обнаружение гравитационных волн, испускаемых при столкновении двух черных дыр массами порядка тридцати солнечных масс, при помощи наземной обсерватории LIGO возродило интерес к разработке ещё более чувствительных методов измерения. Наземные инструменты для обнаружения гравитационных волн, как правило, имеют широко разнесенные между собой в пространстве датчики, способные регистрировать мельчайшие изменения расстояния между датчиками – меньше, чем одна часть на миллиард триллионов. Однако такие системы имеют один серьезный недостаток – они срабатывают на шум, производимый легкими вибрациями земли, возникающими в результате природных явлений или деятельности человека. Особенно трудно скомпенсировать те из этих вибраций, которые происходят довольно медленно, то есть характеризуются частотой порядка одного или менее колебания в секунду. Однако астрономам известно, что именно эти медленные изменения могут представлять большой научный интерес, указывая на компактные двойные звездные системы или гравитационные события в ранней Вселенной.

Для решения этой проблемы астрономы из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, разработали и предложили новый метод. Метод основан на использовании атомных часов на водородных мазерах для точного измерения и предполагает обнаружение в основном гравитационных волн низкой частоты. В отличие от предлагаемых ранее методов, суть которых сводилась к точному изменению расстояния между датчиками, в этом новом методе предполагается измерение допплеровского эффекта, вызываемого крохотным смещением одного датчика относительно другого. Предложенная измерительная система включает лазер с высокотехнологичной системой управления и прецизионные атомные часы, установленные на борту двух спутников. В отличие от других предлагаемых систем для регистрации гравитационных волн эта система требует не три, а всего лишь два различных спутника для функционирования.

Исследование опубликовано в журнале Physical Review D.

По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=9465

Обозрение "Terra & Comp".