«Проблема в том, что увеличение мощности лазера, как правило, разрушает тонкие квантовые состояния, которые мы используем для повышения четкости сигнала. Наша новая технология решает эту проблему, гарантируя, что оптика останется неискаженной даже при мегаваттной мощности», — сказал Джонатан Ричардсон из Калифорнийского университета в Риверсайде, один из исследователей.
Ричардсон и его коллеги из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали и испытали FROSTI — полномасштабный прототип устройства для управления лазерными волновыми фронтами сверхвысокой мощности в Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO). Обсерватория использует два 4-километровых лазерных интерферометра в Вашингтоне и Луизиане для регистрации слабых сигналов гравитационных волн, предоставляя ученым возможности изучения черных дыр, космологии и физики экстремальных состояний вещества.
В интерферометрах LIGO имеются зеркала диаметром 34 см, толщиной 20 см и весом около 40 кг. Они должны оставаться абсолютно неподвижными, чтобы регистрировать искажения пространства-времени размером в одну тысячную ширины протона. Даже малейшая вибрация или шум окружающей среды могут скрыть сигнал проходящей гравитационной волны, пишет Scitech Daily.
FROSTI — это прецизионная система управления волновым фронтом, которая компенсирует искажения, вызванные интенсивным лазерным нагревом в оптике LIGO. В отличие от существующих систем, которые могут выполнять только грубую настройку, FROSTI использует метод термической проекции для точной настройки высокопорядковых коррекций. Система аккуратно нагревает поверхность зеркала и создает специальную тепловую диаграмму, которая сглаживает искажения, не внося излишнего шума, который мог бы имитировать гравитационные волны.
Ожидается, что FROSTI сыграет решающую роль в модернизации LIGO, которая станет прообразом обсерватории следующего поколения — Cosmic Explorer. Хотя текущий прототип был испытан на 40-килограммовом зеркале LIGO, технологии можно адаптировать для 440-килограммовых зеркал будущей обсерватории.
«Нынешний прототип — это только начало, — заявил Ричардсон. — Мы уже разрабатываем новые версии, способные корректировать еще более сложные оптические искажения. Это закладывает основу для исследований и разработок на следующие 20 лет развития гравитационно-волновой астрономии».
LIGO можно использовать не только для регистрации гравитационных волн, но и для обнаружения космического флота инопланетян. Такое предложение выдвинула команда физиков США.
