91儀器信息引力波探測器受到基本量子噪聲的限制：一種它們永遠(yuǎn)無法消除的持續(xù)“嗡嗡聲”。但現(xiàn)在物理學(xué)家最近改進(jìn)了一種名為“壓縮真空光場”(Squeezing)的技術(shù)，可以讓下一代探測器的靈敏度提高一倍。
 　　所有在宇宙中游蕩的引力波都非常微弱。當(dāng)它們沖過地球時(shí)，即使是最強(qiáng)的波浪，晃動(dòng)的幅度也不會(huì)超過一個(gè)原子核的寬度。我們的探測器(如LIGO和VIRGO)來回彈射激光束，以測量這些微小的差異。但當(dāng)他們這樣做時(shí)，他們會(huì)遇到量子力學(xué)的基本不確定性。
 　　這種基本的不確定性被稱為海森堡不確定性原理。即某些測量集(比如說，粒子的位置和動(dòng)量，或者光束的相位和亮度)永遠(yuǎn)不可能像我們想要的那樣精確。這種不確定性限制了我們能探測到的引力波的大小——它們必須比那個(gè)由于不確定性原理而產(chǎn)生的背景量子“噪聲”更大。
 　　現(xiàn)在，GEO600研究人員在引力波探測器中實(shí)現(xiàn)了有史以來最強(qiáng)的壓縮真空光場。他們將量子力學(xué)噪聲降低至原來的二分之一。這對(duì)愛因斯坦望遠(yuǎn)鏡和宇宙探測器等第三代探測器來說是一大進(jìn)步。
 　　來自馬克斯-普朗克引力物理研究所(阿爾伯特-愛因斯坦研究所；AEI)和漢諾威萊布尼茨大學(xué)引力物理研究所的GEO600團(tuán)隊(duì)，與卡迪夫大學(xué)和格拉斯哥大學(xué)的合作伙伴一起將量子背景噪聲降低至原來的二分之一。科學(xué)家們將這一成就稱為6dB的壓縮真空光場水平。
 　　“我們專注于優(yōu)化和表征GEO600的壓縮真空光場及其與探測器的接口。與沒有壓縮光場的探測器相比，現(xiàn)在宇宙的可觀測體積在高頻下增加了8倍，”GEO600的首席科學(xué)家、發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上的第一作者James Lough博士說：“這可能有助于提高我們對(duì)中子星的理解。”
 　　研究團(tuán)隊(duì)利用新設(shè)計(jì)和定制的光學(xué)元件，并通過優(yōu)化壓縮真空光場的光學(xué)設(shè)置以及如何將其輸出輸入探測器，實(shí)現(xiàn)了新的記錄。
 　　AEI主任和漢諾威萊布尼茨大學(xué)引力物理研究所主任Karsten Danzmann教授說，“我們相信，在GEO600，我們可以達(dá)到10分貝，這是未來引力波探測器所需的壓縮真空光場水平。”