突破性的高频引力波探测器捕捉到罕见的事件

2021-09-10 08:48:31
来源:文章来源于网络

  澳大利亚研究理事会(ARC)暗物质粒子物理优秀中心(CDM)和西澳大利亚大学的研究人员建立了突破性的探测器,旨在利用石英捕捉高频引力波。在其运行的前153天,该探测器检测到两个事件,原则上可能是高频引力波,而科学家之前没有记录过此类事件。这种高频引力波可能是由原始黑洞或暗物质颗粒云产生的。

  引力波最初是由阿尔伯特-爱因斯坦预言的,他的理论是天文物体的运动可能导致时空曲率波在宇宙中荡漾,几乎就像石头掉进一个平坦的池塘所引起的波浪。这个预测证明了2015年首次检测到的重力波信号。科学家认为,低频引力波是由两个黑洞旋转并相互融合或一颗星星消失在黑洞中造成的。
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  从那时起,引力波研究的新时代已经开始,但目前这一代主动探测器的特点是只对低频信号具有很强的敏感性,对高频引力波的探测仍然是天文学中未被探索的挑战性前沿。尽管大部分注意力都集中在低频引力波上,但也有大量关于高频引力波来源的理论建议,例如原初黑洞。
  研究小组设计的接收高频引力波的新探测器是围绕石英晶体声波谐振器(BAW)建立的。该装置的核心是石英晶体盘,由于声波通过其厚度,可以高频振动。然后这些波在设备上诱发电荷,可以通过在石英盘的外表面放置导电板来检测。
  装置连接在被称为SQUID的超导量子干扰装置上,该装置对石英BAW的低压信号起着极其敏感的放大器作用。该组件放置在多个辐射防护罩中,以保护其不受杂散电磁场的影响,冷却至低温,以便在SQUID功放的帮助下将石英晶体的低能量声波振动检测为大电压。
  该团队包括Maxim Goryachev博士、 Michael Tobar教授、William Campbell、Ik Siong Heng、Serge Galliou和Eugene Ivanov教授,现在他们将致力于确定该信号的性质,有可能确认对高频引力波的探测。
  教授表示,引力波只是一个可能被检测到的候选人,但对这一结果的其他解释可能是电荷颗粒的存在或机械应力的积累、流星事件或内部原子过程。也许是因为质量非常高的暗物质候选人和探测器相互作用。