Слияние чёрных дыр на краю Вселенной — и крохотный атом на Земле это почувствовал. Физики говорят, что так и должно быть
NewsMakerРябь пространства-времени может оказаться ближе, чем казалось.
Гравитационные волны обычно ищут по крошечным изменениям расстояний, когда само пространство чуть растягивается и сжимается. Авторы новой работы предложили другой путь: не ловить рябь напрямую, а смотреть, как проходящая волна меняет свет, который испускают атомы. Если подход подтвердят эксперименты, астрономия гравитационных волн может получить не только гигантские установки вроде LIGO, но и компактные детекторы размером в миллиметры.
Исследователи предполагают, что гравитационная волна способна слегка перенастраивать излучение атомов. Речь идет не о количестве света, а о его свойствах в зависимости от направления. По словам одного из авторов работы, постдока Стокгольмского университета Навдипа Арьи, результаты могут открыть путь к компактным сенсорам гравитационных волн, где ключевую роль играет атомный ансамбль миллиметрового масштаба.
В основе идеи лежит хорошо известный процесс спонтанного излучения. Когда атом получает возбуждение от тепла, света или лазера, атом быстро возвращается в состояние с более низкой энергией и испускает свет на строго определенных частотах. Обычно процесс идет предсказуемо, потому что зависит от взаимодействия атома с окружающим квантовым электромагнитным полем.
Авторы работы считают, что гравитационная волна модулирует именно квантовое поле, а через него уже влияет на спонтанное излучение. Первый автор исследования Ежи Пачос, аспирант Стокгольмского университета, пояснил: такая модуляция может сдвигать частоты испущенных фотонов по сравнению с ситуацией без волны. Для регистрации сигнала, по замыслу ученых, не нужно механически сдвигать атомы. Достаточно уловить, как меняются условия самого излучения.
Гравитационные волны обычно ищут по крошечным изменениям расстояний, когда само пространство чуть растягивается и сжимается. Авторы новой работы предложили другой путь: не ловить рябь напрямую, а смотреть, как проходящая волна меняет свет, который испускают атомы. Если подход подтвердят эксперименты, астрономия гравитационных волн может получить не только гигантские установки вроде LIGO, но и компактные детекторы размером в миллиметры.
Исследователи предполагают, что гравитационная волна способна слегка перенастраивать излучение атомов. Речь идет не о количестве света, а о его свойствах в зависимости от направления. По словам одного из авторов работы, постдока Стокгольмского университета Навдипа Арьи, результаты могут открыть путь к компактным сенсорам гравитационных волн, где ключевую роль играет атомный ансамбль миллиметрового масштаба.
В основе идеи лежит хорошо известный процесс спонтанного излучения. Когда атом получает возбуждение от тепла, света или лазера, атом быстро возвращается в состояние с более низкой энергией и испускает свет на строго определенных частотах. Обычно процесс идет предсказуемо, потому что зависит от взаимодействия атома с окружающим квантовым электромагнитным полем.
Авторы работы считают, что гравитационная волна модулирует именно квантовое поле, а через него уже влияет на спонтанное излучение. Первый автор исследования Ежи Пачос, аспирант Стокгольмского университета, пояснил: такая модуляция может сдвигать частоты испущенных фотонов по сравнению с ситуацией без волны. Для регистрации сигнала, по замыслу ученых, не нужно механически сдвигать атомы. Достаточно уловить, как меняются условия самого излучения.