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天文新知

親愛的,我把重力波探測器縮小了

2015年,科學家們偵測到了第一個重力波,創造了歷史,大部分的重力波來自於黑洞合併所形成,少數則由中子星的合併形成,為了偵測到這個微弱的信號,科學家們不得不建造超巨型的L型結構,兩臂必須拉長到將近4公里。但是有些重力波是由更小的事件產生的,例如原初黑洞,這些理論上的黑洞是源於早期宇宙大爆炸暴漲時物質的超高密度所形成,其質量遠低於現今理論上的坍縮黑洞,又甚至是假想的暗物質候選粒子軸子。
如圖說圖說:LIGO所在位置的全景圖,為了將LIGO完全塞進一張照片裡,這張照片必須使用直昇機飛上高空才能拍下。
科學家表示,他們正在研究一種發現這些更小事件的方法,而且它可能只需要1公尺大小的探測器,名為「懸浮感測器(Levitated Sensor Detector, LSD)」,這種探測器只需要一個稍大的桌子就可以放置,也將為重力波世界打開一扇全新的大門。

首個LSD原型機的形狀,將類似於LIGO探測器,同樣是L型,但是比起LIGO縮小了一千倍,在兩臂上只會有幾英尺,LIGO是利用來回反射的雷射光來偵測重力波事件,而LSD則是追蹤在兩臂上漂浮的粒子,這些粒子受到輻射壓的影響而移動,當重力波事件通過時會干擾粒子的移動狀態,此時LSD就會偵測到重力波通過儀器的狀況。

不同的重力波仰賴不同尺度的儀器來偵測,以歐洲太空總署(ESA)為例,他們正在研發的雷射干涉儀太空天線(LISA),則是將其發射至太空中常駐,可以偵測到更大的超大質量黑洞吞噬恆星所產生的重力波。
如圖說圖說:重力波的尺度受到不同尺度的影響,需要的儀器也不相同,LSD期望能夠觀測到頻率更高的小事件。
LSD的發明,將填補小尺度的事件,凱克基金會已經贊助100萬美元,計劃在兩年的時間內完成模型,並在發布研究結果前運行該原型機一年的時間。LIGO的成功,證明了重力波雖然難以觀測,但是技術一旦成熟,就會捕捉到大量的訊號,科學家預期LSD也能夠如此。

資料來源:Astronomy

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