写于 2017-05-10 01:07:01| 千赢国际注册| 生活
<p>去年当LIGO合作探测到引力波时,有很多令人兴奋的事情,它们是空间结构中的涟漪</p><p>毫无疑问 - 它是本世纪最重要的发现之一</p><p>通过测量强烈的天体物理过程中的引力波,如同合并黑洞,实验开辟了一种观察和理解宇宙的全新方式但是LIGO可以做的事情有限尽管引力波存在多种频率,LIGO只能检测到一定范围内的那些,特别是没有办法测量大爆炸本身产生的高频引力波的类型捕捉这样的波浪将彻底改变宇宙学,为我们提供关于宇宙如何变成的重要信息我们的研究提出了一个模型可能有一天能够实现这一目标</p><p>由爱因斯坦发展的广义相对论,一个物体的质量曲线的空间和时间 - 越多m屁股,曲率越大这类似于人踩踏蹦床时如何伸展蹦床如果人开始上下移动,这会在织物中产生起伏,从人的位置向外移动速度人跳的将决定织物中产生的涟漪的频率大爆炸的一个重要痕迹是宇宙微波背景这是宇宙诞生后留下的辐射,创造于宇宙大爆炸后约30万年但是我们宇宙的诞生也创造了引力波 - 这些引发波只会在事件发生后仅仅几分之一秒因为这些引力波包含有关宇宙起源的宝贵信息,所以对它们的探测有很大的兴趣</p><p>具有最高频率可能起源于原始宇宙的相变或宇宙弦的振动和捕捉</p><p>我们的研究小组,来自阿伯丁大学和利兹大学,认为原子可能在检测难以捉摸的高频引力波方面具有优势我们已经计算出一组“高度兴奋”的原子(称为里德伯原子 - 在电子被推出远离原子核的位置,使其变得巨大 - 当被引力波击中时会发出明亮的光脉冲为了使原子激发,我们在它们上面照射光这些放大的原子通常都是非常脆弱,最轻微的扰动会使它们坍塌,释放吸收的光线然而,与引力波的相互作用可能太弱,其效果将被许多相互作用所掩盖,例如与其他原子或粒子碰撞而不是分析与单个原子的相互作用,我们模拟了一大堆原子聚集在一起的集体行为如果原子组暴露在一个共同的场,就像我们的振荡引力场,这将诱导激发的原子同时衰变原子将释放大量的光子(光粒子),产生强烈的光脉冲,被称为“超辐射”,因为里德堡原子受到引力波由于相互作用会超辐射,我们可以猜测,当我们看到光脉冲时,引力波已经通过原子集合通过改变原子的大小,我们可以使它们辐射到不同频率的引力波这可以这对于在不同范围内的探测是有用的使用适当类型的原子,并且在理想条件下,可以使用这种技术来测量宇宙诞生时的遗物引力波通过分析原子的信号,可以确定引力波的性质,从而确定引力波的起源这种实验技术可能存在一些挑战:主要的是获得大气处于高度兴奋状态的ms另一个是拥有足够的原子,因为它们太大了以至于它们变得非常难以包含一切的理论</p><p>除了研究宇宙诞生引力波的可能性之外,研究的最终目标是探测空间本身的引力波动 - 真空 这些极小的引力变化是在最小规模上自发发生的,从发现中突然出现这种波可能导致广义相对论和量子力学的统一,这是现代物理学中最大的挑战之一广义相对论在描述时是无与伦比的</p><p>大规模的世界,如行星和星系,而量子力学完美地描述了最小尺度的物理学,例如原子或甚至原子的部分,但是计算出最小颗粒的引力影响将有助于弥合这一点</p><p>但是发现与这种量子波动相关的波将需要大量的原子用大量能量制备,这在实验室中可能是不可能的而不是这样做,可能在外部使用里德堡原子空间这些原子的巨大云层存在于白矮星周围 - 已经耗尽燃料的恒星 - 以及内部大小比地球上可以产生的任何东西大四倍以上的星云这些来源的辐射可能包含真空引力波动的特征,等待揭晓迭戈AQuiñones,量子信息博士候选人,利兹大学本文最初发表于The Conversation阅读原文The Conversation's logo照片: