圖片來源:Victor de Schwanberg
未來10年,發(fā)現(xiàn)引力波將成為幾乎每個(gè)小時(shí)都會(huì)發(fā)生的事情。英國和美國資助機(jī)構(gòu)日前宣布,從2023年左右開始,激光干涉儀引力波天文臺(tái)(LIGO)將經(jīng)歷2015年以來最重要的一次升級(jí)。
美國國家科學(xué)基金會(huì)為“先進(jìn)LIGO+”( ALIGO+)項(xiàng)目貢獻(xiàn)2040萬美元經(jīng)費(fèi),英國研究和創(chuàng)新部將另外提供1070萬英鎊(合1370萬美元),澳大利亞也將作出小幅貢獻(xiàn)。對(duì)華盛頓州和路易斯安那州的兩個(gè)LIGO地點(diǎn)進(jìn)行的升級(jí),將包括增加一個(gè)300米長(zhǎng)的高真空光共振腔。這將幫助科學(xué)家在LIGO探測(cè)系統(tǒng)核心處操控激光的量子屬性,并且減少噪音干擾。
LIGO包括兩臺(tái)分別位于華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓的L形干涉儀,每臺(tái)均擁有兩個(gè)4公里長(zhǎng)的干涉臂。它于2002—2010年首次運(yùn)行,隨后在大規(guī)模升級(jí)后于2015年重啟。
同年9月,該觀測(cè)臺(tái)首次發(fā)現(xiàn)了來自兩個(gè)黑洞合并的引力波。目前,它已經(jīng)探測(cè)到10次黑洞合并,外加一次兩顆中子星的合并。LIGO一直進(jìn)行著周期性改進(jìn),在經(jīng)歷了將其敏感度增加50%的升級(jí)后目前正計(jì)劃重開。
不過,ALIGO+升級(jí)將更加激動(dòng)人心。格拉斯哥大學(xué)物理學(xué)家Ken Strain介紹說,如果一切按計(jì)劃進(jìn)行,LIGO將能探測(cè)到發(fā)生在距地球325百萬秒差距(約10億光年)范圍內(nèi)的中子星—恒星合并。同時(shí),ALIGO+升級(jí)將使LIGO的敏感度增加近一倍。
LIGO已經(jīng)能發(fā)現(xiàn)數(shù)十億秒差距之外的黑洞。到2022年,它應(yīng)當(dāng)每天都能探測(cè)到約1起此類事件。隨后的ALIGO+升級(jí)將使每隔幾個(gè)小時(shí)發(fā)現(xiàn)1起此類事件成為可能。
LIGO項(xiàng)目前負(fù)責(zé)人Barry Barish在華盛頓的新聞發(fā)布會(huì)上表示,變化還包括提高觀測(cè)質(zhì)量。例如,減少噪音將使研究人員得以弄清黑洞在合并前是如何旋轉(zhuǎn)的,這會(huì)提供關(guān)于黑洞歷史的線索。“它給了你現(xiàn)在無法做到的測(cè)量物體的能力。”加州理工學(xué)院物理學(xué)家、共享2017年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的Barish說。(徐徐)
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