Инновации в детекторах гравитационных волн могут помочь раскрыть космические тайны

Автор: Университет Западной Шотландии, 9 июня 2023 г.

Значительный прогресс в технологии тонких пленок потенциально может повысить чувствительность детекторов гравитационных волн, способствуя более глубокому пониманию Вселенной. Новая технология была разработана в Институте тонких пленок, датчиков и изображений UWS и предполагает производство тонких пленок с пониженным тепловым шумом, улучшающим их способность обнаружения.

Исследователи разработали технологию тонких пленок, которая повышает чувствительность детектора гравитационных волн. Этот прорыв обещает углубить наше понимание Вселенной, расширить диапазон обнаружения космических событий и может принести пользу высокоточным устройствам, таким как атомные часы и квантовые компьютеры.

New frontiers in the study of the universe – and gravitational wavesGravitational waves are distortions or ripples in the fabric of space and time. They were first detected in 2015 by the Advanced LIGO detectors and are produced by catastrophic events such as colliding black holes, supernovae, or merging neutron stars." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">гравитационные волны – были открыты после прорыва исследователей Университета Западной Шотландии (UWS).

Инновационные разработки в области технологии тонких пленок обещают повысить чувствительность нынешних и будущих детекторов гравитационных волн. Инновация, разработанная учеными из Института тонких пленок, датчиков и визуализации UWS (ITFSI), может улучшить понимание природы Вселенной.

Гравитационные волны, впервые предсказанные общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, представляют собой пульсации в ткани пространства-времени, вызванные наиболее энергичными событиями в космосе, такими как слияния черных дыр и столкновения нейтронных звезд. Обнаружение и изучение этих волн дает неоценимую информацию о фундаментальной природе Вселенной.

Доктор Карлос Гарсия Нуньес, старший преподаватель Школы вычислительных, инженерных и физических наук (CEPS), сказал: «В Институте тонких пленок, датчиков и изображений мы усердно работаем над расширением границ тонкопленочных материалов, изучая новые методы их размещения, контролируя их свойства, чтобы соответствовать требованиям нынешних и будущих технологий обнаружения гравитационных волн».

«Разработка зеркал с высокой отражающей способностью и низким тепловым шумом открывает широкий спектр приложений, который охватывает от обнаружения гравитационных волн от космологических событий до разработки квантовых компьютеров».

Используемая в этой работе технология, первоначально разработанная и запатентованная профессором Де Гибсоном, директором Института тонких пленок, датчиков и изображений UWS, может позволить производить тонкие пленки, которые достигают низкого уровня «теплового шума». Уменьшение такого рода шума в зеркальных покрытиях необходимо для повышения чувствительности современных детекторов гравитационных волн, позволяя обнаруживать более широкий диапазон космологических событий, и может быть использовано для улучшения других высокоточных устройств, таких как атомные часы или квантовые компьютеры.

Профессор Гибсон сказал: «Мы очень рады представить эту передовую технологию тонкой пленки для обнаружения гравитационных волн. Этот прорыв представляет собой значительный шаг вперед в нашей способности исследовать Вселенную и раскрывать ее секреты посредством изучения гравитационных волн. Мы верим в это. прогресс ускорит научный прогресс в этой области и откроет новые возможности для открытий».

«Технология тонких пленок UWS уже прошла обширные испытания и проверку в сотрудничестве с известными учеными и исследовательскими институтами. Результаты были встречены с большим энтузиазмом, что подогревает ожидания ее будущего влияния на область гравитационно-волновой астрономии. Технология нанесения покрытия находится в стадии разработки. коммерциализировано дочерней компанией UWS Albasense Ltd.»