Biurkowy detektor fal grawitacyjnych

tabletopexpePonieważ mamy już za sobą eksperymentalne potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych, nadejdzie wkrótce czas na doskonalenie detektorów a w szczególności zmniejszenie ich rozmiarów. Okazuje się, że według dwóch australijskich fizyków, detektor wielkości monety może wykrywać fale grawitacyjne na równi z gigantycznym interferometrem laserowym LIGO.  Miniaturowy czujnik został wykonany przez dr Maxim Goryachev i profesora Michaela Tobar z Uniwersytetu  Zachodniej Australii.
W detektorach rezonansowych tradycyjnie stosuje się metalowe sztaby około metra długości i około jednej tony wagi, co czyni je wrażliwe na fale grawitacyjne o częstotliwościach do około kilku kHz. Jednak słabe drgania, wywoływane przez fale grawitacyjne są bardzo trudne do wykrycia zważywszy na szum cieplny w takiej sztabie.

Dr Goryachev i prof Tobar pokonał ten problem koncentrując się na wykryciu fal grawitacyjnych o częstotliwości w zakresie 1-1000 MHz. Urządzenia pracując w temperaturach ok. 0,01 K powyżej zera absolutnego, są w stanie działać jak ukłądy kwantowe a to zapewnia możliwie najniższy poziom szumów.
Urządzenie składa się z okrągłej płytki kwarcowej o średnicy 2,5 cm przymocowanej na zawiasie do innego elementu kwarcu i umieszczonej w komorze próżniowej. Jedna strona płytki jest wygięta w górę, tak że sama płytka przypomina soczewkę płasko-wypukłą. Przechodzące fale grawitacyjne wysokiej częstotliwości powodują wibrowanie płytki i powstanie dźwiękowych fal stojących w poprzek płytki o grubości 2 mm. Wypukłość płytki dodatkowo wzmacnia powstający dźwięk (fonony).

Właściwości piezoelektryczne kwarcu pozwalają zamieniać maleńkie wibracje na sygnał elektryczny, który jest wzmacniany przez niskoszumowe wzmacniacze.

Dzięki niewielkim rozmiarom możliwe jest zbudowanie macierzy takich urządzeń co nie tylko zwiększy czułość całości ale pozwoli na rejestrowanie koincydencji wykrywanych sygnałów i unikanie fałszywych detekcji fal.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz