Glavni Novice Novi detektor gravitacijskih valov zazna možen signal od začetka časa

Novi detektor gravitacijskih valov zazna možen signal od začetka časa

Gravitacijski valovi so velikanski valovi v tkivu prostora-časa.

Gravitacijski valovi so velikanski valovi v tkivu prostora-časa.(Zasluge za sliko: Shutterstock)

(odpre se v novem zavihku)

Dva intrigantna signala, opažena v majhnem detektorju gravitacijskih valov, bi lahko predstavljala vse vrste eksotičnih pojavov - od nove fizike do interakcije temne snovi s črnimi luknjami do vibracij skoraj od začetka vesolja. Toda zaradi novosti eksperimenta so raziskovalci previdni pri trditvah o kakršnem koli odkritju.

Objekti, kot je Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO)uporabite ogromne laserske detektorjeiskati ogromne valove v tkanini prostor-čas znani kot gravitacijski valovi. Ti izvirajo iz trkov črnih lukenj in nevtronskih zvezd v oddaljenem vesolju, ki so tako močni dogodki, da pretresejo prostor-čas in pošiljajo valove z valovno dolžino, merjeno v stotinah milj.

Sorodno: 8 načinov, kako vemo, da črne luknje res obstajajo

Dolgo preden so bili zgrajeni ti ogromni observatoriji, so znanstveniki sumili, da obstajajo gravitacijski valovi takšnih velikosti, ker so vedeli, da črne luknje in nevtronske zvezde bi morale včasih trčiti skupaj, je za Live Science povedal Michael Tobar, fizik z Univerze Zahodne Avstralije v Perthu.

Vendar ni nobenih dobro razumljenih virov za gravitacijske valove s krajšimi valovnimi dolžinami med nekaj čevlji in nekaj miljami, je dodal. Kljub temu 'v vesolju vedno obstajajo stvari, ki jih ne pričakujemo,' je dejal Tobar.

V zadnjih letih je prišlo do prizadevanj za izdelavo detektorjev, ki lahko iščejo te manjše gravitacijske valove, vključno s tistim, ki so ga zgradili Tobar in njegovi kolegi. Njihova naprava je sestavljena iz diska iz kristalnega kremena s premerom 1 palec (3 centimetre) z resonančno komoro, ki proizvaja električni signal, kadar koli zavibrira na določenih frekvencah.

kvarčni detektor za iskanje manjših gravitacijskih valov

Ta slika prikazuje drobno kristalno srce detektorja gravitacijskih valov, goli resonator brez pritrjenih elektrod.(Zasluge za sliko: Michael Tobar)

(odpre se v novem zavihku)

Tobar je postavitev primerjal z zvonom ali gongom, ki zvoni na določeni višini. 'Če bi ga zadel gravitacijski val, bi to vznemirilo,' je dejal. Zvonjenje v kristalu nato električni senzorji zaznajo kot elektromagnetni signal.

Raziskovalci so svoj detektor postavili za več ščiti pred sevanjem, da bi ga zaščitili pred elektromagnetnimi polji v ozadju, in ga ohladili na izjemno nizke temperature, da bi zmanjšali toplotne vibracije v aparatu.

Med 153-dnevnim potekom poskusa je kristal dvakrat zazvonil, vsakič za eno ali dve sekundi. Ugotovitve ekipe so se pojavile 12. avgusta v reviji Physical Review Letters .

Znanstveniki zdaj poskušajo ugotoviti, kaj je povzročilo te rezultate. Nabiti delci, imenovani kozmični žarki, ki prihajajo iz vesolja, so ena od možnih razlag, je dejal Tobar. Prej neznana vrsta toplotnih nihanj v kristalu, ki bi morala biti minimalna zaradi super nizkih temperatur, bi lahko bila druga, je dodal.

Obstaja pa tudi vrsta eksotičnih možnosti, kot je vrsta temne snovi, znana kot anaksionvrtijo okoli črne luknje in oddajajo gravitacijske valove, so zapisali raziskovalci v svojem prispevku. Številne razlage bi lahko zahtevale predhodno neznano fiziko, ki presega standardni model, ki opisuje skoraj vse subatomske delce in sile v vesolju, je dejal Tobar.

Kmalu poVeliki pokkozmologi menijo, da je vesolje šlo skozi obdobje, imenovano inflacija, med katerim se je eksponentno razširilo, je za Live Science povedal Francesco Muia, teoretični fizik z Univerze v Cambridgeu v Združenem kraljestvu, ki ni bil vključen v delo.

Na koncu te dobe je vesolje morda šlo skozi fazni prehod, podobno kot voda, ki se spremeni iz tekočega v plinasto stanje, ko zavre, je dejal. Če bi se to zgodilo, bi prehod morda odložil velike količine energije v tkivo prostora-časa, kar bi ustvarilo gravitacijske valove, ki bi jih lahko videli s tem poskusom, je dejal Muia.

Meni, da še ni dovolj dokazov, da bi rekel, kakšni so bili dogodki v kristalu tako ali drugače, vendar je navdušen nad tem poskusom in drugimi podobnimi, ki bodo v bližnji prihodnosti na spletu.

Tobar se je strinjal. 'Lepo bi bilo, če bi bili gravitacijski valovi, a kdo ve,' je dejal.

Zdaj, ko imajo raziskovalci te zaznave pod pasom, lahko zgradijo več senzorjev, kot je ta, je dodal. Če več naprav vidi isti signal hkrati, bi to lahko potencialno kazalo na nekaj v vesolju in pomagalo izključiti notranje procese, kot so toplotna nihanja znotraj kristala.

Zanimivi Članki