新机制可测量量子辐射压力噪声 有助提高下一代引力波探测器灵敏度

2019-03-26 14:27:16 来源: 科技日报 作者: 张梦然

科技日报北京3月25日电 (记者张梦然)据英国《自然》杂志25日发表的一项量子物理学最新研究,美国科学家团队设计了一种将会影响下一代引力波探测器噪声测量的机制,有助于开发降低这种噪声的?#38469;酰?#20174;而大幅提高引力波探测的灵敏度。

引力波探测意味着人类在前往未知世界的路上更进了一步。但诸如升级改造后的美国激光干涉引力波天文台(Advanced LIGO)、?#20998;?#22788;女座引力波天文台(VIRGO)和日本大型低温引力波探测器(KAGRA)等顶尖设备,都需要高激光功率来探测引力波信号。虽然提高激光功率可以抵抗部分噪声源,但是这样却会以量子辐射压力噪声(QRPN)的形式,限制引力波探测器的灵敏度。QRPN是由海森堡不确定性原理阐发的一?#20013;?#24212;。

虽然目前已提出了大量减轻这种量子噪声的方法,但是要检验此类?#38469;?#36824;需要付出进一步的努力,因为要在与引力波探测器相关的条件下,研究量子辐射压力噪声非常具有挑战性。因此长期以来,研究人员一直难以调查量子辐射压力噪声可能对类似于Advanced LIGO的?#20302;?#25152;产生的影响。

此次,美国路易斯安那州立大学研究人员?#26032;?#26031;·考比特及其同事,设计了一种最小化经典噪声的?#20302;常?#20197;避免经典噪声掩盖量子噪声源的影响。实验中,他们展示了量子辐射压力噪声可以在室温条件下的广泛频?#21490;?#22260;内被测量到,而?#19968;?#20250;在2kHz—100kHz频率之间影响其?#20302;常?#35813;频?#21490;?#22260;接近与引力波探测器相关的频?#21490;?#22260;。

研究人?#21271;?#31034;,他们的模型为检测那些用以减少量子噪声源的方法打造了一个平台,这一设?#39057;?#30446;标是大幅提高下一代引力波探测器的灵敏度。

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