Fizyki zanotowali kwantowy szum w laboratorium LIGO – co trzeba wiedzieć?
Source:
Dzięki pracy laboratoriów LIGO VIRGO naukowcom udało się wykryć fale grawitacyjne
Naukowcy z projektu LIGO demonstrowali, jak wyjątkowo cienka konfiguracja urządzeń pozwala im poszerzać granice podstawowych praw fizyki. Laserowo-интерферометрическая grawitacyjno-falowa obserwatorium (LIGO) wykrywa fale grawitacyjne, które powstają w wyniku katastrofalnych zdarzeń we Wszechświecie, takich jak fuzja gwiazdy neutronowe i czarne dziury. Te przestrzenno-czasowe wahania pozwalają naukowcom obserwować efekty grawitacyjne w ekstremalnych warunkach i badać podstawowe pytania dotyczące Wszechświata i jej historii. Niedawno naukowcy zarejestrowali ruch masywnego obiektu — lusterka detektora — pod wpływem efektów kwantowych. Ale co to znaczy?
Co to jest szum kwantowy?
Niedawno fizykom udało się zmierzyć przesunięcie ogromnego lustra detektora LIGO, którego waga sięga czterdziestu kilogramów. Przypomnijmy, że w międzynarodową wchodzi około 40 instytutów badawczych, a nad analizą danych pochodzących z detektora i innych obserwatoriów, zatrudnia ponad 600 naukowców. Głównym zadaniem LIGO jest wykrywanie i rejestracja fal grawitacyjnych kosmicznego pochodzenia, które po raz pierwszy została przewidziana przez Alberta Einsteina w Ogólnej teorii względności (STW) w 1916 roku.
Jak wykazały wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie 40-kilogramowe lusterka LIGO mogą poruszać się w odpowiedzi na małe efekty kwantowe, zwane kwantowym hałasem. W fizyce kwantowej hałas odnosi się do niepewności wielkości fizycznej, ze względu na jego kwantowym pochodzenia. W sumie kwantowy hałas jest jednym z fundamentalnych praw kwantowych: zasady nieoznaczoności Heisenberga, zgodnie z którym niektóre wielkości fizyczne nie mogą jednocześnie mieć absolutnie dokładne wartości.
Ulepszenie narzędzi i przyrządów LIGO w przyszłości otworzy wiele tajemnic Wszechświata
Mówiąc prostymi słowy, niektóre wielkości zmierzyć nie można, tak jak prawa fizyki na to nie pozwalają. W praktyce oznacza to, że w danych każdego przyrządu pomiarowego jest kwantowy hałas, który jest tak mały, że gubi się w bardziej zaawansowanych zakłócenia, a jeszcze nie można go wyeliminować. Jednak fizykom udało się zmierzyć małe przesunięcie сорокакилограммового lusterka detektora LIGO. Aby lepiej zrozumieć, co się dzieje, wyobraź sobie, że zarejestrowane zmiany w kilku razy mniej atomu wodoru. Ale dlaczego ta stała «kwantowa dreszcz» ważna dla współczesnej nauki?
Jak działa LIGO?
Tak jak zasada nieoznaczoności Heisenberga głosi, że z absolutną dokładnością pomiaru kilku wielkości fizycznych nie można, niepewność, jednak można zmniejszyć do jednej z nich, jednocześnie zwiększając w drugiej. Tak właśnie postąpili fizyki w trakcie badania – zmniejszali kwantowy hałas i sprawdzili, czy zmienił się ogólny hałas od wszystkich źródeł i jeśli tak, to jak. Używali do tego specjalny przyrząd, za pomocą którego można zmierzyć wkład kwantowej hałasu w przesunięcie lusterek LIGO.
Przypomnijmy, że w jądrze detektorów LIGO są interferometry laserowe km skali, które mierzą odległość między 40-kilogramowych obwisłe lustrami z większą precyzją, kiedykolwiek osiągnąć. Bezprecedensowy poziom czułości LIGO uzyskuje się dzięki najnowocześniejszej technice, niezbędnych do tłumienia drgań i szumów termicznych w детекторах. Właśnie na takich poziomach czułości w grę wchodzi mechanika kwantowa: oficery śledczy używali ciśnienie światła na lusterka i ilość fotonów w promieniu lasera. Zasadnicze znaczenie ma tu położenia lusterek, ponieważ tylko pierwsza z dwóch wielkości wywiera na nich wpływ.
Projekt LIGO został zaproponowany w 1992 roku Kipem Торном, Ronald reagan Древером z Kalifornijskiego instytutu technologicznego i Райнером Вайссом z Massachusetts institute of technology.
W Ten sposób badaczom udało się udowodnić, że kwantowy hałas LIGO — to niepewność w ciśnieniu światła. Wszystkie powyższe oznacza, że na poligonie LIGO fizyki mogli zajrzeć poniżej tzw. standardowego kwantowej limitu – limit, gdy w pomiarach używane są tylko naturalne kwantowe stanu.
W eksperymencie użyto неклассический «sprężone światło», który zmniejsza kwantowe fluktuacje pola laserowego. Kilka lat temu ten typ kwantowej postępowania był zbyt słaby, by można go było oglądać. Ale nowe metody pomiaru pozwalają przekraczać horyzonty fizyki, a przyszłe ulepszenia i modernizacja instrumentów pozwolą osiągnąć lepszą czułość istniejących już urządzeń. Oznacza to, że w przyszłości będziemy mogli tworzyć grawitacyjno-fala technologii, które pozwolą na bardziej szczegółowo wnikać w przestrzeń-czas i otwierać . Więc co nas czeka szereg fascynujących odkryć naukowych.
Bardziej:
Ile zwierząt zostało uratowanych przed całkowitym wyginięciem?
Pomimo najlepszych wysiłków ludzi, wielu zwierząt nie można już uratować. Ale niektórzy nadal przetrwać Dziesiątki gatunków są zagrożone wyginięciem każdego roku z powodu działalności człowieka. Na szczęście naukowcy z całego świata monitorują swoje ...
Najbardziej niebezpieczne mrówki: gdzie żyją i jak boli gryzą?
W świecie istnieje 90 gatunków mrówek-buldogi, ale najbardziej niebezpiecznych z nich to Myrmecia pilosula Przyroda Australii jest bardzo zróżnicowana i będzie dla ludzi bardzo niebezpieczne. To właśnie w tym punkcie naszej planety zamieszkują jedne ...
Jak budowano egipskie piramidy?
Najbardziej znany z egipskich piramid jest piramida Cheopsa Egipskie piramidy uważane są za jedne z najbardziej tajemniczych budowli na świecie. W tej chwili akademicy wiadomo o 140 konstrukcjach, z których większość przeznaczona była dla pochówku fa...
Nowości
Najbardziej niebezpieczne wyspy Ziemi: choroby, węże i tubylcy z włóczniami
W świecie istnieją wyspy, w które lepiej się nie pchać Według obliczeń naukowców, na naszej planecie znajduje się ponad 500 tysięcy wysp. Większość z nich znajduje się w pobliżu Japonii, Indonezji, Filipin, Norwegii i innych krajó...
Kiedy opierali się najstarsze firmy na świecie?
Rama z serialu "Biuro" Dziś jednymi z najbardziej rozpoznawalnych firm są Apple, Google i Microsoft. Pierwsza firma produkuje popularne smartfony, druga stworzyła zawsze znaną wyszukiwarkę, a trzecia — opracowała повсеместную syst...
Najbardziej niezwykłe teorie na temat pochodzenia życia
Istnieje kilka teorii powstania życia na naszej planecie Życie na Ziemi powstało ponad 3 mld lat temu, z biegiem czasu эволюционировав od podstawowych drobnoustrojów do niezwykle złożonych organizmów. Ale jak życie na naszej plane...
Co to jest Ogólna teoria względności Einsteina?
Ogólna teoria względności – geometryczna teoria grawitacji, edukacyjna specjalną teorię względności Ogólna teoria względności jest podstawowym budulcem współczesnej fizyki. Wyjaśnia grawitację, opierając się na zdolności przestrze...
Wielkie warzywa mogą uratować ludzkość od głodu
W różnych zakątkach świata regularnie odbywają się konkursy na najlepsze warzywa Pomidory, które dziś są uważane za główne składniki różnych sałatek i pizzy, po raz pierwszy zaczęły być spożywane w żywności na terenie Ameryki Połu...
Największy chrząszcz w świecie może zwalić cię z nóg
Chrząszcze goliatów — to prawdziwe bojowe pociski Jeśli kiedykolwiek trafi okazję pojeździć na rowerze po drogach Afryki, koniecznie załóż kask. Rzecz w tym, że nad afrykańskich ziem aktywnie latają najcięższe owady w świecie — ch...
Chomiki znalazły się na skraju wyginięcia
W naturze chomiki żyją około 4 lat W XX wieku zwykłe chomiki (Cricetus cricetus) tłumy jeździło po степям Europy i Rosji, licząc się szkodników rolnych. One były takie same wieloma istotami, jak szczury i wiewiórki — wydawało się,...
Co trzeba wiedzieć o umyśle psychopatów?
Rama z kultowego filmu Stanleya Kubricka «Blask» Psychopaci są w stanie na najbardziej przerażające zbrodnie, ale często są tak urocze i tak umiejętnie manipulują innymi, że mogą przez lata, a może i całe życie ukrywać s...
W Kazachstanie znaleziono szczątki jednej z pierwszych kotów domowych
Koty stały się ulubieńcami ludzi tysiące lat temu Tysiące lat temu ludzie karmione i opieki nad zwierzętami domowymi dozwolony tylko wtedy, gdy można je było istnieją lub są w jakiś sposób pomagali im w gospodarstwie. Krowy dawały...
Jakie są meteoryty i ile one kosztują?
Wyszukaj i sprzedaż meteorytów — to jest prawdziwy biznes W czasach sowieckich, wiele dzieci коллекционировали znaczki pocztowe, a na początku 2000 roku zbierali panewki od guma. Te czasy minęły, więc pasje ludzi stały się poważni...
Nie umiecie śpiewać? To wina mózgu
Kiedy piosenkarz nie wpada do głowy, to nie koniecznie w problemach ze słuchem. czy Myślałeś kiedyś o tym, dlaczego tak bardzo lubisz muzykę? Niektóre odpowiedzi mogą przyjść do głowy od razu: muzyka zmusza nas do ostrzejszy czuć ...
Kto takie червяги i czy są one niebezpieczne dla ludzi?
Червяги wyglądają dość dziwnie, prawda? Na naszej planecie żyje mnóstwo zwierząt, tak, że o istnieniu niektórych z nich wielu z nas nawet nie zdaje sobie sprawy. To czy wiedzieliście o tym, że w świecie istnieją stworzenia, które ...
Rama z filmu "Harry Potter i kamień filozoficzny" Ludzkość wynalazła muzyki tysiące lat temu. Naukowcy są przekonani, że pomysł nucić różne dzwonki wpadł na pierwszym osadnikom Afryki. Od tamtej pory muzyka towarzyszy nam wszędzie...
Czy grzyby uratować naszą planetę i uwolnić nas od chorób?
czy wiesz, że grzyby wciąga pokarm całą powierzchnią, jak rośliny? Jednak tak jak i my, oni dostają energię zużywa inne formy życia, a nie na drodze fotosyntezy. Co wiesz o grzybach? W rzeczywistości mamy do czynienia z przedstawi...
Garbate молчуны: jak praca w domu wpłynie na wygląd ludzi?
W teorii, jak będą wyglądać ludzie, którzy pracują w domu W 2019 roku analitycy z International Workplace Group okazało się, że 80% pracowników biurowych chcieliby pracować w bardziej elastyczny harmonogram. Co, pandemia коронавир...
Podczas pandemii pracy w fabrykach zastąpiły roboty
W fabrykach Toyota pojawi się robot, który nie dopuści do błędów przy montażu samochodów Przy produkcji smartfonów, samochodów i innego sprzętu ważne jest, aby każdy szczegół był dokładnie na swoim miejscu. Nie ważne, kto zajmuje ...
W kosmosie nie pomogą ani spodenki, ani futro — nużący specjalny kostium nam Wszystkim z dzieciństwa wiadomo, że w krajach afrykańskich zwykle panuje upalna pogoda, a na Antarktydzie — zawsze zimno. Ale czy myślałeś kiedyś o tym, ...
Co się dzieje z ciałem podczas odwadniania?
Aby uniknąć odwodnienia, można nawet umieścić powiadomienie na smartfonie — szklanka wody nigdy plus, nie będzie Organizm każdego człowieka na 60-80% składa się z wody — jej ilość zależy od naszego wieku, poziomu aktywności fizycz...
Tajemnica zniknięcia ludzi w Беннингтонском trójkącie
Ludzie znikali w różnych miejscach planety. jeden z nich — Беннингтонский trójkąt. Ile znasz trójkątów? Matematyki zaczną wspominać równoramienny, prostokątny, równoboczny i tak dalej. Kierowcy pamiętają znak "ustąp z drogi"...
Miłośnicy horrorów boją się pandemii mniej niż innych
Rama z filmu "straszny film" Pierwsze horrory zaczęli występować w XIX wieku — już wtedy u tego gatunku były tysiące fanów na całym świecie. Dziś horrory o maniaków, potworów i na całym świecie katastrofy od czasu do czasu patrzy ...
Uwaga (0)
Ten artykuł nie ma komentarzy, bądź pierwszy!