New Technology To Improve Gravitational-Wave Detectors – World’s Most Sensitive Scientific Instruments
बाइनरी न्यूट्रॉन सितारों द्वारा उत्पन्न गुरुत्वाकर्षण तरंगों की एक कलाकार की छाप। श्रेय: आर. हर्ट/कैल्टेक-जेपीएल
एक नई तकनीक जो गुरुत्वाकर्षण-तरंग डिटेक्टरों में सुधार कर सकती है, वैज्ञानिक शोधकर्ताओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले सबसे संवेदनशील उपकरणों में से एक, शोधकर्ताओं की एक अंतरराष्ट्रीय टीम के सहयोग से पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय में भौतिकविदों द्वारा अग्रणी किया गया है।
नई तकनीक दुनिया के मौजूदा गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों को एक संवेदनशीलता प्राप्त करने की अनुमति देती है जिसे पहले केवल बहुत बड़े डिटेक्टरों के निर्माण के द्वारा प्राप्त करने योग्य माना जाता था।
पेपर, में प्रकाशित हुआ संचारएस भौतिकीका नेतृत्व यूडब्ल्यूए में एआरसी सेंटर ऑफ एक्सीलेंस फॉर ग्रेविटेशनल वेव डिस्कवरी (ओजग्राव) द्वारा किया गया था, जो एआरसी सेंटर ऑफ एक्सीलेंस फॉर इंजीनियर क्वांटम सिस्टम, कोपेनहेगन में नील्स बोहर इंस्टीट्यूट और पासाडेना में कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के सहयोग से है।
फोटॉन और फोनन की परस्पर क्रिया का उपयोग करते हुए, 1 मिमी से कम आकार का एक छोटा गुंजयमान यंत्र एक किलोमीटर पैमाने के इंटरफेरोमीटर की संवेदनशीलता को नाटकीय रूप से बढ़ा सकता है। श्रेय: कार्ल नॉक्स, एआरसी सेंटर ऑफ एक्सीलेंस फॉर ग्रेविटेशनल वेव डिस्कवरी
यूडब्ल्यूए के भौतिकी विभाग के एमेरिटस प्रोफेसर डेविड ब्लेयर ने कहा कि प्रौद्योगिकी ने ध्वनि कंपन के क्वांटम कणों को लेजर लाइट के फोटॉन के साथ विलय कर दिया, ताकि एक नए प्रकार का प्रवर्धन बनाया जा सके जिसमें विलय किए गए कण बिना खोए अरबों बार आगे बढ़े। .
“सौ साल से भी अधिक समय पहले आइंस्टीन ने साबित कर दिया था कि प्रकाश ऊर्जा के छोटे पैकेट के रूप में आता है, जिसे अब हम फोटॉन कहते हैं,” एमेरिटस प्रोफेसर ब्लेयर ने कहा।
फोटॉन के सबसे परिष्कृत अनुप्रयोगों में से एक गुरुत्वाकर्षण-तरंग डिटेक्टर हैं, जो भौतिकविदों को ब्रह्मांडीय टकराव के कारण अंतरिक्ष और समय में तरंगों का निरीक्षण करने की अनुमति देते हैं।
“फोनन अपने क्वांटम रूप में व्यक्तिगत रूप से दोहन करने के लिए बहुत कठिन हैं क्योंकि वे आम तौर पर थर्मल पृष्ठभूमि नामक बड़ी संख्या में यादृच्छिक फोनन द्वारा तैरते हैं।”
- एमेरिटस प्रोफेसर डेविड ब्लेयर
एमेरिटस प्रोफेसर ब्लेयर ने कहा, “आइंस्टीन की फोटॉन की भविष्यवाणी के दो साल बाद, उन्होंने प्रस्तावित किया कि ऊर्जा पैकेट में गर्मी और ध्वनि भी आती है, जिसे अब हम फोनन कहते हैं।”
“फोनन अपने क्वांटम रूप में व्यक्तिगत रूप से दोहन करने के लिए बहुत कठिन हैं क्योंकि वे आम तौर पर थर्मल पृष्ठभूमि नामक बड़ी संख्या में यादृच्छिक फोनन द्वारा तैरते हैं।”
एमेरिटस प्रोफेसर ब्लेयर को की पहली खोज में उनके योगदान के लिए 2020 में विज्ञान के लिए प्रतिष्ठित प्रधान मंत्री पुरस्कार से सम्मानित किया गया था[{” attribute=””>gravitational waves.
Lead author Dr. Michael Page said the trick was to combine phonons and photons together in such a way that a broad range of gravitational wave frequencies could be amplified simultaneously.
“The new breakthrough will let physicists observe the most extreme and concentrated matter in the known universe as it collapses into a black hole
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>black hole, which happens when two neutron stars collide,” Dr. Page said.
Emeritus Professor David Blair said the waveforms sounded like a brief scream that was pitched too high for current detectors to hear.
“Our technology will make those waveforms audible, and will also reveal whether the neutrons in neutron stars get split up into their constituents called quarks when they are in this extreme state” Emeritus Professor Blair said.
“The most exciting thing about seeing nuclear matter turn into a black hole is that the process is like the reverse of the Big Bang
” data-gt-translate-attributes=”[{” attribute=””>Big Bang that created the universe. Observing this happen will be like watching a movie of the Big Bang played backward.”
Emeritus Professor Blair said while the technology did not represent an instant solution to improving gravitational-wave detectors it offers a low-cost route to improvement.
Reference: “Gravitational wave detectors with broadband high frequency sensitivity” by Michael A. Page, Maxim Goryachev, Haixing Miao, Yanbei Chen, Yiqiu Ma, David Mason, Massimiliano Rossi, Carl D. Blair, Li Ju, David G. Blair, Albert Schliesser, Michael E. Tobar and Chunnong Zhao, 15 February 2021, Communications Physics.
DOI: 10.1038/s42005-021-00526-2
