В лабиринтах пространства-времени скрывается рябь, о которой человечество почти ничего не знало — миллигерцовые гравитационные волны. Эти едва уловимые колебания способны рассказать о слияниях черных дыр, двойных белых карликах и даже о самых первых мгновениях Вселенной. До недавнего времени средний диапазон частот от 10⁻⁵ до 1 Гц оставался научной «слепой зоной»: ни наземные интерферометры LIGO и Virgo, ни синхронизированные пульсарные антенны не могли его охватить.
Ученые из Бирмингемского и Сассекского университетов предложили использовать компактные оптические резонаторы и сверхточные атомные часы для улавливания мельчайших фазовых сдвигов в лазерном свете, вызванных проходящей гравитационной волной. Такой детектор помещается на лабораторном столе, устойчив к сейсмическим и ньютоновским шумам, и предоставляет доступ к ранее недоступным частотам.
Новый метод позволяет создавать глобальную сеть компактных детекторов и обнаруживать сигналы, которые могли бы оставаться скрытыми еще десятилетия. Это открывает возможности проверять астрофизические модели двойных систем, следить за слияниями массивных черных дыр и изучать стохастический фон ранней Вселенной.
Миллигерцовый диапазон интересен тем, что в нем сосредоточены сигналы от космических объектов, недоступных современным приборам. Космическая миссия LISA также нацелена на эти частоты, но ее запуск состоится лишь в 2030-е годы. Компактные оптические резонаторные детекторы позволяют начинать исследования уже сегодня, экономично и эффективно, а интеграция с сетями атомных часов обещает расширить диапазон обнаружения еще ниже, дополняя высокочастотные обсерватории, такие как LIGO.
Каждый модуль детектора состоит из двух ортогональных сверхстабильных резонаторов и атомного репера частоты, что обеспечивает многоканальное измерение, определение поляризации волн и локализацию источников. Это настоящий прорыв для «среднего диапазона» гравитационных волн, который раньше оставался невидимым для науки.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что представлены новые данные о химическом «бульоне» на Энцеладе.
