Вчені з Великої Британії розробили компактний детектор гравітаційних хвиль, який можна розмістити просто на лабораторному столі. Пристрій дозволяє досліджувати середньочастотний діапазон коливань простору-часу, який раніше був недоступний для сучасних обсерваторій, і відкриває шлях до вивчення так званої “сліпої зони” Всесвіту.
З моменту першого фіксування гравітаційних хвиль у 2015 році наука зробила значний крок уперед. Завдяки великим інтерферометрам, як LIGO та Virgo, вдалося виявляти високочастотні коливання простору-часу, а з 2023 року за допомогою мережі радіопульсарів – наднизькочастотні. Проте середній, мілігерцовий діапазон частот (від 10-5 до 1 Гц) залишався “сліпою плямою” для астрономів. Тепер дослідники з Бірмінгемського університету пропонують спосіб заповнити цю прогалину.
Як працює новий детектор
Концепція пристрою базується на передових оптичних резонаторах, спочатку створених для оптичних атомних годинників. Пристрій фіксує мікроскопічні фазові зсуви лазерного світла, викликані проходженням гравітаційної хвилі. На відміну від масивних інтерферометрів з багатокілометровими плечима, настільні детектори компактні та відносно стійкі до наземних перешкод, таких як сейсмічні коливання.
Кожен модуль детектора включає два ортогональні надстабільні оптичні резонатори та атомний годинник. Така конструкція забезпечує багатоканальне виявлення хвиль, дозволяє визначати їхню поляризацію та напрямок до джерела, що значно підвищує точність спостережень.
Перспективи для астрономії
За словами розробників, новий детектор відкриває можливості для створення глобальної мережі компактних приладів, що дозволить виявляти сигнали, які інакше залишалися б непоміченими ще щонайменше десять років. В середньочастотному діапазоні очікується можливість фіксувати хвилі від різноманітних астрофізичних джерел, зокрема злиття чорних дір та компактних подвійних систем білих карликів.
Хоча майбутні космічні місії, як LISA, також націлені на цей діапазон, їхній запуск запланований лише на 2030-ті роки. Настільні детектори можуть почати дослідження вже зараз, дозволяючи перевіряти астрофізичні моделі, вивчати злиття масивних чорних дір і навіть шукати стохастичні фони раннього Всесвіту.
Ця технологія не тільки науково цікава, але й потенційно революційна для астрофізики, адже надає можливість “зазирнути” у середньочастотну “сліпу зону” Всесвіту без потреби у великих космічних або наземних обсерваторіях.
