Сжатый свет поможет искать гравитационные волны

Физики придумали способ увеличить чувствительность оптических детекторов гравитационных волн с помощью сжатого света.

Статья исследователей появилась в Nature Physics, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе Института гравитационной физики Общества Макса Планка в Ганновере.

Принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что произведение погрешностей измерения координата и импульса квантовой системы всегда не меньше некоторого числа (половины постоянной Планка). Квантовое состояние называется сжатым, если в этом неравенстве достигается равенство - то есть соотношение неопределенностей минимально. Подобные состояния изучались в 60-х годах прошлого века Роем Глаубером, получившим позже Нобелевскую премию.

В основе детекторов гравитационных волн (в частности, LIGO) лежат интерферометры Майкельсона - потомки интерферометра, который использовался в опыте по измерению скорости света в эфире, приведшем к возникновению теории относительности. Их основной частью является лазерный луч. В рамках новой работы ученые предложили добавлять к обычному лазеру сжатый свет - пучки фотонов в сжатом состоянии. Как показали результаты исследователей, это позволит увеличить точность измерений как минимум на 50 процентов.

В частности, ученые применили свою технологию на гравитационном детекторе GEO600, который в настоящее время работает в Германии совместно с интерферометрами LIGO. Считается, что этот инструмент способен регистрировать гравитационные волны с частотой от 50 до 1,5 герц.

На настоящий момент гравитационные волны до сих пор не обнаружены. По мнению многих физиков, это связано в первую очередь с недостаточной чувствительностью существующих приборов, однако существуют и альтернативные объяснения. Так, например, некоторые ученые, работающие с GEO600 предполагают, что высокий уровень шума, регистрируемый на детекторе, является следствием квантовых возмущений пространства-времени.