Международная группа учёных разработала первый полноценный квантовый детектор гравитационных волн и возможных сигналов тёмной материи на основе дифференциальной атомной интерферометрии. Новая технология позволяет значительно снизить уровень шумов, которые долгое время ограничивали точность подобных измерений.
_large.jpg)
В основе технологии лежит атомная интерферометрия — метод, при котором атомы охлаждаются до сверхнизких температур и начинают вести себя как волны. Это позволяет измерять их отклонения под действием крайне слабых сил, включая гравитационные воздействия.
Основная проблема таких систем заключалась в помехах, эти шумы могли полностью скрывать слабые сигналы, связанные с гравитационными волнами или гипотетическими частицами тёмной материи.
Для решения этой задачи учёные создали дифференциальный интерферометр, который одновременно отслеживает два независимых облака атомов и сравнивает их поведение. Такой подход позволяет компенсировать шумы и выделять реальные физические сигналы.
Эксперимент проводился с использованием двух облаков атомов стронция-87, охлаждённых до температуры около двух микрокельвинов. Система показала способность измерять положение атомов с точностью, близкой к фундаментальным ограничениям квантовой механики, сохраняя стабильность даже при искусственно добавленных помехах.
Кроме того, исследователям удалось смоделировать сигналы, имитирующие эффекты гравитационных волн и возможных проявлений тёмной материи, и успешно зафиксировать их системой. Это стало подтверждением того, что подобные квантовые детекторы могут работать с реальными астрофизическими сигналами.
По словам профессора Имперского колледжа Лондона Оливье Бухмюллера, работа открывает путь к созданию масштабных квантовых сенсоров, способных решать фундаментальные задачи современной физики.
Комментарии