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引力波检测器的突破可以抑制量子噪声，从而实现精确测量

时间：2022-03-15 08:25:06 来源：

艺术家描绘的黑洞即将吞噬中子星。

澳大利亚国立大学（ANU）的科学家们找到了一种方法，可以更好地检测宇宙中恒星质量黑洞的所有碰撞。

恒星质量的黑洞是由恒星的引力塌陷形成的。它们的碰撞是宇宙中最剧烈的事件，在时空中产生引力波或涟漪。

这些纹波很小，可以使用激光干涉仪检测到。到现在为止，许多信号被激光上的所谓量子噪声所淹没，从而推动了激光干涉仪的反射镜，从而使测量变得模糊或不精确。

研究人员的新方法称为“压缩”，可以抑制量子噪声，从而使测量更加精确。研究结果于2019年10月发表在《自然光子学》上。

对于下一代探测器而言，这一突破至关重要，该探测器有望在未来20年内投入使用。

其中一位研究人员罗伯特·沃德（Robert Ward）博士说，正在准备进行进一步的实验，以确认研究小组对一种新型设备的概念验证，该设备可减弱量子噪声的影响。

“新一代LIGO探测器将有能力在任何给定时刻探测到宇宙中的每一个黑洞粉碎。”—叶捷捷

ANU物理研究学院和ARC引力波发现卓越中心（OzGrav）的Ward博士说：“检测器使用来自激光束的称为光子的光粒子来感知广泛分开的反射镜的位置变化。” 。

“但是，检测器是如此灵敏，以至于光子数量的随机量子可变性都会干扰反射镜，足以掩盖波引起的运动。”

研究人员表明，挤压可以减小这种变化，从而使检测器更加灵敏。

美国的高级激光干涉仪重力波天文台（LIGO）探测器和意大利的欧洲重力天文台的探测器称为处女座的探测器已经探测到两个黑洞的合并，两个中子星的碰撞以及可能还有一个黑洞吞噬了中子星星。

在澳大利亚与LIGO的合作伙伴关系中，ANU发挥了领导作用。量子压缩器团队的其他成员包括David McClelland教授。学者Min Jet Yap和Bram Slagmolen博士。

Slagmolen博士说：“我们在ANU设计的“量子压缩器”以及当前LIGO探测器的其他升级版极大地提高了它们的传感能力， Slagmolen博士说。

Yap先生说，最新的实验证明，科学家可以消除可能影响探测器感应能力的其他量子噪声。

他说：“新一代LIGO探测器将具有在任何给定时刻探测到宇宙中每一个黑洞粉碎的能力。”

LIGO团队计划在未来几年内设计和制造升级版的量子压缩器。可以将这些新设备改装为当前的LIGO探测器，从而使科学家能够探测到更进一步进入宇宙的更多暴力事件。

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参考：Min Jet Yap，Jonathan Cripe，Georgia L.Mansell，Terry G.McRae，Robert L.Ward，Bram JJ Slagmolen，Paula Heu，David Follman，Garrett D.Cole撰写的“通过压缩光注入实现的量子辐射压力噪声的宽带降低” ，托马斯·科比特（Thomas Corbitt）和大卫·麦克莱兰德（David E.McClelland），2019年10月7日，《自然光子学》。
10.1038 / s41566-019-0527-y

已发表的工作是与路易斯安那州立大学，Crystalline Mirror Solutions和维也纳大学的研究人员合作完成的。

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