據(jù)英國《自然》雜志25日發(fā)表的一項量子物理學最新研究，美國科學家團隊設計了一種將會影響下一代引力波探測器噪聲測量的機制，有助于開發(fā)降低這種噪聲的技術，從而大幅提高引力波探測的靈敏度。
引力波探測意味著人類在前往未知世界的路上更進了一步。但諸如升級改造后的美國激光干涉引力波天文臺（Advanced LIGO）、歐洲處女座引力波天文臺（VIRGO）和日本大型低溫引力波探測器（KAGRA）等頂尖設備，都需要高激光功率來探測引力波信號。雖然提高激光功率可以抵抗部分噪聲源，但是這樣卻會以量子輻射壓力噪聲（QRPN）的形式，限制引力波探測器的靈敏度。QRPN是由海森堡不確定性原理闡發(fā)的一種效應。
雖然目前已提出了大量減輕這種量子噪聲的方法，但是要檢驗此類技術還需要付出進一步的努力，因為要在與引力波探測器相關的條件下，研究量子輻射壓力噪聲非常具有挑戰(zhàn)性。因此長期以來，研究人員一直難以調(diào)查量子輻射壓力噪聲可能對類似于Advanced LIGO的系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。
此次，美國路易斯安那州立大學研究人員托馬斯·考比特及其同事，設計了一種最小化經(jīng)典噪聲的系統(tǒng)，以避免經(jīng)典噪聲掩蓋量子噪聲源的影響。實驗中，他們展示了量子輻射壓力噪聲可以在室溫條件下的廣泛頻率范圍內(nèi)被測量到，而且還會在2kHz—100kHz頻率之間影響其系統(tǒng)，該頻率范圍接近與引力波探測器相關的頻率范圍。
研究人員表示，他們的模型為檢測那些用以減少量子噪聲源的方法打造了一個平臺，這一設計的目標是大幅提高下一代引力波探測器的靈敏度。（記者張夢然）