圖片來源:Victor de Schwanberg
未來10年,發現引力波將成為幾乎每個小時都會發生的事情。英國和美國資助機構日前宣布,從2023年左右開始,激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)將經歷2015年以來最重要的一次升級。
美國國家科學基金會為“先進LIGO+”( ALIGO+)項目貢獻2040萬美元經費,英國研究和創新部將另外提供1070萬英鎊(合1370萬美元),澳大利亞也將作出小幅貢獻。對華盛頓州和路易斯安那州的兩個LIGO地點進行的升級,將包括增加一個300米長的高真空光共振腔。這將幫助科學家在LIGO探測系統核心處操控激光的量子屬性,并且減少噪音干擾。
LIGO包括兩臺分別位于華盛頓州漢福德和路易斯安那州利文斯頓的L形干涉儀,每臺均擁有兩個4公里長的干涉臂。它于2002—2010年首次運行,隨后在大規模升級后于2015年重啟。
同年9月,該觀測臺首次發現了來自兩個黑洞合并的引力波。目前,它已經探測到10次黑洞合并,外加一次兩顆中子星的合并。LIGO一直進行著周期性改進,在經歷了將其敏感度增加50%的升級后目前正計劃重開。
不過,ALIGO+升級將更加激動人心。格拉斯哥大學物理學家Ken Strain介紹說,如果一切按計劃進行,LIGO將能探測到發生在距地球325百萬秒差距(約10億光年)范圍內的中子星—恒星合并。同時,ALIGO+升級將使LIGO的敏感度增加近一倍。
LIGO已經能發現數十億秒差距之外的黑洞。到2022年,它應當每天都能探測到約1起此類事件。隨后的ALIGO+升級將使每隔幾個小時發現1起此類事件成為可能。
LIGO項目前負責人Barry Barish在華盛頓的新聞發布會上表示,變化還包括提高觀測質量。例如,減少噪音將使研究人員得以弄清黑洞在合并前是如何旋轉的,這會提供關于黑洞歷史的線索。“它給了你現在無法做到的測量物體的能力。”加州理工學院物理學家、共享2017年諾貝爾物理學獎的Barish說。
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