自然—光子学：研究首次探测到黑洞形成时喷射的引力波

顾汉现

作者：L. Barsotti 来源：《自然—光子学》

发布时间：2013-8-22 13:56:02

研究首次探测到黑洞形成时喷射的引力波

据物理学家组织网13-8月18日报道，由西澳大利亚州16位物理学家组成的团队宣布，在测量科学中一项突破性的新技术打破了量子测量屏障，探测到黑洞形成时喷射的引力波。该研究结果发表在最新一期的《自然—光子学》上。

引力波具有很强的穿透能力，因此它们可使科学家直接观测到超新星爆炸、伽马射线暴和其他大量隐藏宇宙秘密的信息。由于引力波是黑洞并合时爆发喷射的唯一放射线，故研究人员将可首次直接观测到黑洞。该团队带头人大卫·布莱尔教授说：“引力波天文学将成为新的可能真的彻底改变我们对于宇宙认识的天文学，而探测引力波将打开调查宇宙的新途径。这将使我们能够‘听’到大爆炸，以及‘看’到整个宇宙中黑洞的形成。”

根据相对论可知，高速运动的物体和宇宙中大质量的天体碰撞都会产生极强的引力波，当这些引力波传到地球上时会变得微乎其微，因此科学家采用灵敏度极高的激光干涉仪测量空间和时间引力的涟漪。该检测器有一对长4公里的臂，这两条臂封闭在直径1.2米的真空管中，互相垂直呈L形，其上挂有两面高反射率的镜子。

当激光打入到仪器长臂后，激光束在镜子之间来回反射，并被一个振动隔离系统隔绝掉不相干的振动。科学家对此进行由于光程差引起的微小变化的检测，其微小变化仅仅有质子直径大小。该引力波探测器的另一新技术称为“量子挤压”，允许研究人员消除很多由于量子波动所造成的“噪音”。

研究人员说，这证明了物理学家认为会限制灵敏度的量子屏障是可以克服的。这种新的设备允许打破量子测量屏障，这一重大突破使他们更加有信心在短短几年内开始直接测量时空涟漪。而这些仪器代表了新技术的巅峰之作。

研究人员说，他们已经创建了有史以来最完美的反射镜；得到了曾经使用过的任何测量系统中最强大的激光；得到了一个真空管。通过这些新的技术，他们可以测量到历来被测量的最小数量的能量。（华凌）

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《自然—光子学》发表论文摘要（英文）：

http://www.nature.com/nphoton/jo ... hoton.2013.177.html