کوانتومی 'ضربه' در جسم اندازه گیری برای زمان 1st همیشه

اثرات کوانتومی در حال هل دادن ما در اطراف تمام وقت, و ما در حال حاضر مشاهده شواهدی از این تا حدودی نگرانکننده است.

محققان با لیزر تداخل گرانشی-موج رصدخانه (LIGO) همکاری علمی را اندازه گیری کوچک ضربه افاضه خود را کاملأ پیچیده تجهیزات حساس با نوسانات کوانتومی یک مطالعه جدید گزارش.

و پا زدن است که در واقع کوچک در حال حرکت LIGO را 88-lb. (40 کیلوگرم) آینه فقط 10^-20 متر دانشمندان یافت.

مرتبط با: شکار امواج گرانشی: این LIGO پروژه در عکس

"یک اتم هیدروژن است 10^-10 متر پس از این جابه جایی از آینه است که به یک اتم هیدروژن چه یک اتم هیدروژن است برای ما و ما برای اندازه گیری آن" مطالعه همکاری نویسنده لی McCuller یک دانشمند محقق در ماساچوست mit موسسه فن آوری (MIT) Kavli موسسه فیزیک نجومی و فضایی تحقیقات در بیانیه ای گفت.

دیگر تحقیقات گروه اندازه گیری از جمله اثرات کوانتومی اما هرگز در این مقیاس است. این LIGO آینه ها در حدود 1 میلیارد بار سنگین تر از آنچه قبلا مشاهده شده "لگد" اشیاء مطالعه اعضای تیم گفت.

این LIGO پروژه برای شکار امواج گرانشی — امواج در فضا-زمان ناشی از شتاب عظیم اشیاء — استفاده از آشکارسازهای یکی در لیوینگستون لوئیزیانا و دیگر در هانفورد واشنگتن.

هر آشکارساز L شکل تسهیلات با 2.5 مایل (4 کیلومتر) ، لیزر در چلیپا "L" می درخشد نور پایین این پاها و 88-lb. آینه در پایان هر گزاف گویی تیرها بازگشت. اگر پرتوهای منعکس شده وارد پشت در چلیپا بار کمی متفاوت است آن را بالقوه مدارک و شواهد از یک موج گرانشی تحریف بافت فضا-زمان در پاها.

این LIGO تیم با استفاده از این استراتژی به اثر بزرگ است. این همکاری در حال حاضر در حدود یک دوجین تایید گرانشی-موج تشخیص زیر کمربند خود از جمله اولین جمله پیدا کردن ساخته شده است در سپتامبر 2015. بسیاری از این حوادث شامل ادغام سیاه چاله ها اما دو تن از آنان ناشی از برخورد superdense شهرستان-اندازه ستارگان اجساد شناخته شده به عنوان ستاره نوترونی.

این LIGO آشکارسازهای بسیار حساس و عمیقا محافظت از سر و صدا; آنها می شود و یا دیگری آنها می شود ناتوان از چیدن امواج گرانشی. ساخت پیشگامانه 2015, تشخیص, برای مثال, مورد نیاز برای اندازه گیری فاصله تغییر از 1000 بار کوچکتر از عرض یک پروتوناعضای تیم گفته اند.

این مطالعه جدید که مهار حساسیت و آن را به سطح دیگری. محققان به رهبری دانشگاه MIT فیزیک دانشجوی کارشناسی ارشد Haocun یو استفاده کوانتومی "اب میوه گیر" یک add-on ابزار آنها به تازگی ساخته شده است اجازه می دهد آنها را به "لحن" کوانتومی سر و صدا در داخل آشکارسازهای. که سر و صدای ایجاد شده توسط ذرات کوچک ظاهر داخل و خارج از وجود ثابت آمیزش که حاکم جهان است.

"ما فکر می کنیم کوانتومی سر و صدا به عنوان توزیع در امتداد محورهای مختلف و ما سعی می کنیم برای کاهش سر و صدا در برخی از جنبه های" یو گفت: در همین بیانیه است.

این تیم مطالعه اندازه گیری سر و صدا ها — هر دو کوانتومی و "کلاسیک" است که ناشی از عادی ارتعاشات — داخل سنج. سپس با کمک اب میوه گیر آنها کم کردن کلاسیک سر و صدا در طول تجزیه و تحلیل داده ها. این کار نشان داد که نوسانات کوانتومی در نور لیزر به تنهایی می تواند حرکت آشکارساز آینه که آویزان از پاندول در چهار تعلیق راه اندازی 10^-20 متر است.

این تعداد در خط با پیش بینی های انجام شده توسط نظریه پردازان اعضای تیم گفت.

این مطالعه جدیدکه منتشر شد چهارشنبه (1 جولای) در مجله طبیعت بیش از فقط gee-صدای تیز و تند تجدید نظر شود. کوانتومی اب میوه گیر اجازه می دهد تا LIGO تیم به "دستکاری ردیاب کوانتومی سر و صدا و کاهش آن ضربات به آینه ها در راه است که می تواند در نهایت بهبود LIGO حساسیت در تشخیص امواج گرانشی" یو گفت.

مایک دیوار است که نویسنده از "خارج وجود دارد" (Grand Central, چاپ و نشر, 2018; نشان داده شده توسط کارل تیت) یک کتاب در مورد جستجوی زندگی بیگانه. او را دنبال کنید در توییتر @michaeldwall. دنبال کنید با ما در توییتر @Spacedotcom یا Facebook.