Tarafından
Sanatçının yerçekimi dalgaları çizimi.
Lazerler, “öz modlar” olarak bilinen belirli ışık yapılarını destekler. alanında uzmanlardan oluşan uluslararası bir işbirliği yerçekimi dalgalarımetasurfaces ve fotonik, bu özmodların miktarını benzeri görülmemiş bir hassasiyetle ölçmek için yeni bir yönteme öncülük etti.
Yerçekimi dalgası dedektörlerinde, dedektörün büyük kolları boyunca depolanan lazer ışığı miktarını artırmak için birkaç çift ayna kullanılır. Bununla birlikte, bu çiftlerin her biri, ışığı lazer ışınının mükemmel şeklinden uzaklaştıran küçük bozulmalara sahiptir. Bu saçılma, dedektörde aşırı gürültüye neden olabilir, hassasiyeti sınırlayabilir ve nihayetinde cihazı kapanmaya zorlayabilir.
Şekil 1: Test edilen lazer özmodlarının yanlış renkli görüntüsü. Renk, ışığın evresini gösterir. Kırmızı 0 derece, mavi 180 derecedir. Kredi bilgileri: OzGrav
Yakın zamanda sunulan çalışmadan, Profesör Andreas Freise (Vrije Universiteit Amsterdam’dan) şunları söylüyor: LİGOBaşak ve KAGRA muazzam miktarda optik güç depolar – bu çalışmada, lazer ışınını yakınlaştırmamıza ve dedektörlerin hassasiyetini sınırlayabilecek güçteki küçük dalgalanmaları aramamıza izin verecek bir fikri test etmek istedik.”
Benzer bir sorun, bilim adamlarının optik fiberlerden daha fazla veri taşımak için birden fazla özmod kullanmak istediği telekom endüstrisinde de karşılaşılıyor. OzGrav araştırmacısı ve baş yazar Dr. Aaron Jones (Batı Avustralya Üniversitesi) şöyle açıklıyor: “Telekom bilim adamları basit bir aparat kullanarak öz modları ölçmek için bir yol geliştirdiler, ancak bu bizim amaçlarımız için yeterince hassas değil. Bir meta yüzey kullanma fikrimiz vardı ve bir tane üretmemize yardımcı olabilecek işbirlikçilere ulaştık.”
Şekil 2: Araştırmacılar tarafından kullanılan aparatın şeması. f merceğin odak uzaklığıdır. Kredi bilgileri: OzGrav
Araştırmada, ekibin geliştirdiği kavram kanıtı kurulumu, telekom bilim adamları tarafından geliştirilen orijinal yöntemden 1000 kat daha hassastı. Araştırmacılar şimdi bu çalışmayı, nötron yıldızlarının içlerini araştırmak ve genel göreliliğin temel sınırlarını test etmek için ek hassasiyetin kullanılacağı yerçekimi dalgası dedektörlerine çevirmeye çalışacaklar.
OzGrav Baş Araştırmacısı Prof Zhao (Batı Avustralya Üniversitesi’nden) şöyle diyor: “Nötron yıldızlarının içini anlamak istiyorsak, geleceğin kütleçekimsel dalga dedektörlerinde mod algılama sorununu çözmek çok önemlidir.”
Aaron Jones (Batı Avustralya Üniversitesi) tarafından yazıldı.
Referans: Aaron W. Jones, Mengyao Wang, Xuecai Zhang, Samuel J. Cooper, Shumei Chen, Conor M. Mow-Lowry ve Andreas Freise, “Metasurface Enhanced Spatial Mode Decomposition”, Kabul edildi, Fiziksel İnceleme A.
arXiv:2109.04663
