Новая технология компенсации движения позволила остудить зеркала обсерватории LIGO до температуры, составляющей лишь миллиардные доли градуса.
Обсерватория LIGO – одно из двух главных средств для обнаружения гравитационных волн. Эта «рябь пространства-времени» предсказывалась еще Эйнштейном, но подтвердить ее существование экспериментально… удалосьТолько через столетие, главным образом благодаря инструменту LIGO, это стало возможным. Проект состоит из двух обсерваторий, размещённых на большом расстоянии друг от друга. В каждой из них лазерные лучи перемещаются по Г-образной трубе, заполненной вакуумом, отражаясь зеркалами.
Пересечение этих лучей позволяет заметить малейшее изменение размеров плечей, вызванное прохождением невидимых волн гравитации. Точность работы лазерного интерферометра зависит от точности положения его элементов, прежде всего зеркал. Поэтому их сделали тяжелыми (40 килограммов), подвесили на прочных тросах, а демпфирующая система автоматически регистрирует и нейтрализует любое колебание.
Недавно учёные из коллаборации LIGO практически избавили зеркало от теплового шума, охладив его почти до абсолютного нуля. основного энергетического состоянияСостояние, при котором прекращается движение частиц. О работе рассказано в статье, опубликованной в журнале Science.
Конечно, ни один существующий холодильник не сможет охладить объект до -273,15 °С. Температура – это проявление движения частиц, и для такого охлаждения можно минимизировать движение. Для этого к ним можно приложить силу, противодействующую колебаниям. Чтобы точно регистрировать эти колебания, авторы использовали лазеры интерферометра LIGO. А для их нейтрализации к зеркалам подводили электроды, которые позволяли точно смещать их с помощью тока.
Ученые внедрили новый механизм в лазерный интерферометр с четырьмя зеркалами массой 40 килограммов каждый, что позволило свести к минимуму его движение и снизить температуру до 77 нанокельвинов (на 77 триллионных градусов выше абсолютного нуля). Предполагается, что это улучшит чувствительность гравитационно-волновой обсерватории.