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标题: 看美国引力波观察台内景 [打印本页]

作者: 遗忘的回忆 时间: 2016-2-17 12:34
标题: 看美国引力波观察台内景
　　这个春节，最为轰动的科技新闻莫过于首次探测到了引力波的存在，从而证实了爱伊斯坦百年前的预言，为广义相对论补上了最后一块。小编带您走进首先捕捉到神秘莫测的引力波踪迹的激光干涉引力波观测台，LIGO，去一窥究竟。

　　美国华盛顿州汉福德的激光干涉引力波观测台（LIGO），由加州理工和麻省理工合作建造，另外一台在路易斯安那列文斯顿。过年期间，最为轰动的科技新闻莫过于首次探测到了引力波的存在，从而证实了爱因斯坦百年前在广义相对论中的预言。一财小编带您走进捕捉神秘莫测引力波踪迹的观测台去一窥究竟。

　　LIGO全景，相互垂直的两条激光干涉基线各自长达四千米，并且激光在基线内反射了400次，光路总长度达到1600千米，即使这样，这次探测到的引力波振幅也仅仅只有10的负21次方，大约相当于一个质子半径长度。说它是世界上最精密的探测仪器，不为过。

　　正因为引力波是如此微弱，建在地上的LIGO需要极其精妙的设计来避免干扰。在宣布发现引力波的发布会上，麻省理工的莱纳•魏斯正在向媒体演示LIGO消除震动干扰的原理：高频摇动锤摆的绳端，锤摆并不会受到干扰。顺便提一句，这位老教首先提出了使用激光干涉来探测引力波的原理，是LIGO的理论之父。

　　魏斯手中的锤摆化成LIGO的实际成品就是图中这样，升级后的LIGO使用了更复杂更精密的抗干扰设备，但原理还是一样，激光反射镜是吊在基线管道里。

　　反射镜上面是基于主动减震技术的隔离平台，就是图中这个科研人员正在摆弄的台子，可以看做是大号的相机光学防抖。

　　LIGO的核心部件之一，纯二氧化硅制的反射镜，纯到什么程度，每300万个光子入射，只有一个光子会被镜子吸收，甚至比空气还要通透。

　　科研人员正在维护LIGO的激光干涉基线管道，工作时激光经过的管道要抽成真空，，气压仅为万亿分之一个标准大气压，仅次于欧洲大型强子对撞机回旋臂管道。

　　技术人员在检查激光反射光学部件。从原理上讲，LIGO类似小时候玩的镜子反光游戏，经过精密设计的两束激光通过反射相互垂直并形成光波干涉抵消，如果被引力波影响，整个LIGO会产生轻微形变，但光速不变，从而使两束激光波峰波谷相互错位而产生电信号。

　　实际上，采用激光干涉原理探测引力波的不只是美国LIGO，还有意大利的VIRGO，这是技术人员在操作VIRGO。

　　VIRGO的工作人员在维护反射镜。

　　相比LIGO四千米厂的激光臂，VIRGO的3千米激光臂稍短，或许这一点差异正是LIGO首先探测到引力波的原因。

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