دسته بندی موضوعی
تبلیغات دانشمند شرکت توسعه فناوری اطلاعت زربین
تبلیغات دانشمند شرکت توسعه فناوری اطلاعت زربین

لایگو امواج گرانشی می‌سازد

cc DSCF2525 16x9

اندازه فونت:

رصدخانه تداخل‌سنج لیزری امواج گرانشی (LIGO) از این‌پس فقط یک آشکارساز امواج در فضا‌زمان نیست بلکه قادر است این امواج را تولید هم کند.

 به‌گزارش دانشمند‌آنلاین، براساس محاسبات گروهی از فیزیکدانان، لایگو بهترین تولیده‌کننده امواج گرانشی در جهان است. اما این امواج به‌قدری ضعیف هستند که آشکارسازی مستقیم آنها غیرممکن است. پژوهشگران می‌گویند این تابش می‌تواند برای آشکارسازی اثرات کوانتومی عجیب‌و‌غریب درون اجسام بزرگ‌مقیاس به‌کار رود.

بلیندا پانگ فیزیکدان موسسه فناوری کالیفرنیا (کلتک) می‎‌گوید: «هنگامی‌که سعی کردیم قدرت آشکارسازی لایکو را بهبود ببخشیم، قدرت تابش آن را هم افزایش دادیم.» آلبرت اینشتین در سال 1915 وجود امواج گرانشی را پیش‌بینی کرد. اینشتین نشان داد فضا بافت انعطاف‌پذیری دارد و می‌تواند به‌وسیله گرانش خمیده شود. برای‌مثال، جسمی که اندازه زمین جرم داشته باشد می‌تواند در فضا‌زمان انحنا ایجاد کند. این انحنا در پیوستار فضا‌زمان به‌صورت موج در می‎‌آید. درحال‌ حاضر، بیش‌از هزار فیزیکدان در لایگو کار می‌کنند و تاکنون توانسته‌اند دوبار امواج گرانشی ناشی از یک جفت سیاهچاله سنگین را که دور یکدیگر می‌چرخند آشکارسازی کنند.

لایگو شامل دو سری امکانات است که یکی از آنها در هانفورد واشنگتن و دیگری در لیوینگستون، لیوزیانا قرار گرفته ‌است. هریک از آنتن‌های آشکارساز لایگو به شکل L هستند و بازوهایی به‌طول4کیلومتر دارند. برای آشکارسازی امواج گرانشی، درون هریک از بازوها لیزر تابانده می‌شود و یک آینه 40 کیلوگرمی که در انتهای آنها قرار دارد نور را بازمی‌گرداند. برای آشکارکردن کش‌آمدن فضا، پژوهشگران طول دو بازو را با دقت یک ده‌هزارم عرض یک تک‌پروتون باهم مقایسه می‌کنند. و در این‌راه از تکنیکی نوری به‌نام تداخل‌سنجی بهره می‌گیرند. در تداخل‌سنجی، امواج نوری که از دو بازو آمده‌اند باهم ترکیب می‌شوند تا معلوم شود چگونه همدیگر را تقویت یا حذف می‌کنند.

امواج گرانشی بسیار ضعیف هستند و بنابراین یک آشکارساز برای تایید امواج کافی نیست. وقتی یکی از آشکارسازها تغییرات را نشان دهد دومی برای تایید آن به‌کار می‌رود تا مطمئن شویم که خطایی رخ نداده است.

درحقیقت، پس‌از ارتقای تجهیزات لایگو، این رصدخانه امواج گرانشی علاوه‌براینکه حساسیتش درمقابل انحنای فضا‌زمان افزایش یافته، در تولید امواج گرانشی هم کارآمد شده است. برای اثبات این مسئله دکتر پانگ و دانشجویانش یک مدل مکانیک کوانتومی را توسعه دهند برای اینکه ببینند آیا انحنا در فضا‌زمان روی امواج نوری که در یکی از بازوهای لایگو جلو و عقب می‌روند تاثیر می‌گذارد یل خیر.

فیزیکدانان لایگو برای استفاده از حداکثر حساسیت در اندازه‌گیری‌ها باید مطمئن شوند که موقعیت پستی‌بلندی‌های موج که فاز موج نامیده ‌می‌شود پایدار است. اما دامنه موج کاملا پایدار نیست. نوسانات اجتناب‌ناپذیر دامنه در آینه‌ها تکان‌های تصادفی ایجاد می‌کند که «لگد» نامیده‌می‌شوند. این حرکات آینه‌ها موج‌های ریزی در فضا‌زمان ایجاد می‌کنند. لایگو امواج گرانشی بزرگی تولید نمی‌کند، اما همین امواج کوچک نیز مطلوب و کارآمد هستند.

البته این امواج کوچک‌تر از آن هستند که به‌صورت مستقیم آشکارسازی شوند، اما می‎‌تواند برای بررسی اثرات کوانتومی در اجسام بزرگ به‌کار رود. مکانیک کوانتومی بیان می‌کند جسم کوچکی مثل الکترون می‌تواند در یک زمان در دو مکان قرار داشته باشد.

بعضی از نظریه‌ها می‌گویند گرانش برای از شکل‌انداختن حالت‌های کوانتومی میان اجسام ماکروسکوپی نقش ویژه‌ای ایفا می‌کند. دانشمندان معتقدند این عقیده جالب و درعین‌حال چالش‌برانگیز است. آنها همچنین می‌گویند برای بررسی اثرات کوانتومی تابش‌های گرانشی باید تمام عوامل ناهمدوسی دیگر حذف شوند. بنابراین لایگو بهترین مکان برای انجام چنین بررسی‌هایی است.

بنابرگزارش ساینس، لایگو همچنان درحال ارتقا است و رفته‌رفته می‌تواند امواج ضعیف‌تری را آشکارسازی کند و در دهه‌های آینده علاوه‌براینکه خواهد توانست امواج گرانشی را آشکار کند قادر خواهد بود راه‌های بهتری برای تولید آنها بیابد و همین‌طور درک ما را از دنیای کوانتومی به‌طرز شگفت‌انگیزی افزایش دهد.

اشتراک گذاری در شبکه های اجتماعی

تلگرام گوگل پلاس لینکدین
به کانال تلگرام مجله دانشمند بپیوندید