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新型引力波探測器
發(fā)布時間:2021-06-30 來源:鄂州市科學(xué)技術(shù)協(xié)會

據(jù)外媒報道,一種新型引力波探測器,它能發(fā)現(xiàn)大爆炸后網(wǎng)球大小的黑洞。UNamur的天體物理學(xué)家Fuzfa教授說道:“探測原始黑洞為理解宇宙起源提供了新的視角,因為這些仍是假設(shè)的黑洞,它們被認(rèn)為是在大爆炸后的幾分之一秒內(nèi)形成的。 它們的研究對理論物理學(xué)和宇宙學(xué)的研究具有極大的興趣,因為它們可以明顯地解釋宇宙中暗物質(zhì)的起源。”

據(jù)了解,由其領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊剛剛開發(fā)了這種類型的探測器的應(yīng)用以觀察“小”的原始黑洞。他們的研究結(jié)果日前已發(fā)表在《Physical Review D》上。“直到今天,這些原始黑洞仍是假設(shè)的,因為很難區(qū)分由恒星核心內(nèi)爆產(chǎn)生的黑洞和原始黑洞。如果能夠觀測較小的黑洞也就是行星的質(zhì)量但只有幾厘米大小的黑洞,情況就會有所不同,”研究團隊說。他們繼續(xù)說道:“我們正在為實驗人員提供一種可以通過捕捉它們合并時發(fā)出的引力波來探測它們的設(shè)備,這種引力波的頻率比目前可用的要高得多。”

但技巧是什么呢?一個引力波“天線” 是由一個特定的金屬腔組成,并適當(dāng)?shù)亟胍粋€強大的外部磁場中。當(dāng)引力波穿過磁場時,會在腔內(nèi)產(chǎn)生電磁波。在某種程度上,引力波會使空腔產(chǎn)生“嘶嘶”聲(共振),不是用聲音而是用微波。

這種設(shè)備只有幾米大小,但卻足以探測距離地球數(shù)百萬光年的原始小黑洞的融合。它比幾公里長的常用探測器像LIGO、Virgo和KAGRA干涉儀要緊湊得多。這種探測方法使得它對非常高頻的引力波(100 MHz的量級,而LIGO / Virgo / Kagra的引力波只有10-1000 Hz)非常敏感,而這些引力波不是由聚變、中子星或恒星黑洞等普通天體物理源產(chǎn)生。

另一方面,它是探測小黑洞的理想工具,行星的質(zhì)量和大小從一個小球變成了一個網(wǎng)球。“我們的探測器方案結(jié)合了已掌握的和日常生活中的技術(shù)如微波爐中的磁控管、核磁共振磁體和無線電天線。但不要馬上把你的家用電器拆開就開始冒險:先讀讀我們的文章,然后訂購你的設(shè)備,弄明白這個設(shè)備以及輸出的信號,”研究人員笑著說道。

這項專利技術(shù)雖然目前還處于先進的理論建模階段,但已經(jīng)具備了進入更具體階段的所有必要要素,即原型的構(gòu)建。無論如何,它為我們宇宙起源的基礎(chǔ)研究鋪平了道路。除了原始黑洞,這種類型的探測器還可以直接觀測大爆炸時發(fā)射的引力波從而探測到比在粒子加速器中實現(xiàn)的能量更高的物理。

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