Эксперимент без прецедентов: объект довели до энергетического покоя
Физики добились невероятного: им удалось охладить массивный объект практически до абсолютного нуля. Это достижение способно изменить подход к регистрации гравитационных волн и существенно повысить точность измерений в обсерватории LIGO.
Что такое LIGO и зачем его охлаждать
LIGO — это уникальная гравитационно-волновая обсерватория, где лазерные лучи проходят по гигантским Г-образным вакуумным трубам и отражаются от зеркал. Система фиксирует крошечные колебания пространства-времени, вызванные гравитационными волнами — теми самыми, о которых писал Эйнштейн.
Для точности измерений критично, чтобы зеркала не двигались даже на атомарном уровне. Поэтому каждое зеркало весом 40 кг подвешено на тросах и снабжено системой демпфирования, автоматически компенсирующей внешние вибрации.
Охлаждение без морозильника
Охладить объект до минус 273,15 °C невозможно традиционными методами. Но физики пошли другим путем: они решили "заморозить" движение частиц. Температура — это не просто цифра на градуснике, а отражение того, как активно движутся частицы внутри объекта.
Уникальный метод компенсации движения
Ученые использовали лазеры самой обсерватории, чтобы зафиксировать микроскопические колебания зеркал. А затем к зеркалам подключили электроды, с помощью которых можно было мгновенно корректировать их положение, подавляя тепловой шум.
Результат: рекордная температура
Применив эту технологию к системе из четырех зеркал, исследователи добились охлаждения до невероятных 77 нанокельвинов — это всего 0,000000077 градуса выше абсолютного нуля! По их словам, это первый случай, когда настолько крупный объект был доведен почти до состояния, в котором частицы полностью замирают.
Что это даёт
Такой уровень "покоя" открывает новые горизонты для наблюдений гравитационных волн: LIGO станет ещё чувствительнее к тем микроскопическим искажениям пространства, которые проходят через Землю. А значит, мы сможем узнать ещё больше о самых загадочных явлениях Вселенной.
Уточнения
Интерферометр - измерительный прибор, действие которого основано на явлении интерференции.