Атомные часы с оптической решеткой станут чувствительным элементом детектора гравитационных волн
Обнаружение гравитационных волн, источником которых являлось столкновение двух маленьких черных дыр, выполненное при помощи наземной гравитационной обсерватории LIGO, подстегнуло энтузиазм ученых к разработке новых сверхвысокочувствительных гравитационных детекторов. Наземные гравитационные обсерватории, в большинстве случаев, применяют датчики, разнесенные на большое расстояние, это разрешает зарегистрировать при их помощи искривления пространственно-временного континуума, амплитудой, сопоставимой с размером атома. Но, такие датчики подвержены действию помех и шумов, кое-какие из которых имеют низкую частоту, приближенную к частоте искомых гравитационных волн, и очистка взятых сигналов от таких шумов есть очень и очень сложным занятием.
Для решения данной неприятности исследователи из Центра астрофизики Гарварда-Смитсона (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA) создали концепт космического датчика гравитационных волн, что складывается из двух спутников, связанных между собой лишь лучом света высокостабильного лазера. В недрах каждого из этих спутников находятся ядерные часы на базе оптической решетки, каковые выступают в роли измерителя частоты лазерного света.
Сверхвысокоточная синхронизация хода этих часов разрешит при их помощи регистрировать последствия Допплеровского результата, появившегося в момент прохождения гравитационных волн. А точность таких измерений конкурентноспособна либо превышает точность вторых аналогичных космических датчиков.
Принцип работы оптических ядерных часов, основанный на применении некоторых изюминок строения атомов, разрешит измерять низкочастотные гравитационные волны, частота которых лежит в диапазоне от 3 до 10 Гц, снабжая большую чувствительность в указанном диапазоне. И, в отличие от проектов вторых интерферометров космического базирования, проект, предложенный экспертами CfA, требует применения двух спутников, каковые возможно интегрировать в единую совокупность вместе с наземными средствами.
В пользу действительности данного проекта говорит тот факт, что центр CfA в далеком прошлом уже известен, как изготовитель и разработчик некоторых самых точных устройств во всем мире. В число разработок экспертов центра входит водородный квантовый генератор для часов, применяемых НАСА для отслеживания расположения спутников, лазерные частотные гребенки, при помощи которых производятся точные измерения перемещений звезд и других космических объектов при помощи разработки интерферометрии с долгой базой.