最近物理界被引力波被探測到的傳言搞得沸沸揚(yáng)揚(yáng),因?yàn)檫@著實(shí)是一件了不得的事情啊!如果你還不知道發(fā)生發(fā)生,猛戳《一則引力波的最新消息》惡補(bǔ)一下吧。 今天我就簡單的給大家普及一下在那則最新消息里提到的激光干涉引力波天文臺(tái)(LIGO)是如何探測引力波的。 下圖就是此次傳言的主角LIGO,一個(gè)L型的探測器,兩個(gè)互相垂直的長臂,長為4000米。至從2002年開始就肩負(fù)著尋找引力波的艱巨使命。去年的時(shí)候進(jìn)行了一次全面的升級(jí)。 通過四張圖,你就能完全了解LIGO的運(yùn)作原理。當(dāng)然,實(shí)際去探測分析的過程卻并沒有想象中那么容易了。 從下圖我們看到,一束激光被分成兩束,并沿著兩臂傳播。探測器的管道采用不銹鋼制成,激光在管道內(nèi)的真空傳播。 在兩臂的末端設(shè)有反射器鏡,激光遇到反射鏡后返回到分束器。我們看到當(dāng)兩束激光返回分束器的時(shí)候,光的波長是相等的,兩束光相遇時(shí)發(fā)生干涉,并完全抵消,也就是相消干涉。所以,我們可以預(yù)期在實(shí)驗(yàn)裝置中的光子探測器不會(huì)看到任何的光。 但是,如果這個(gè)時(shí)候引力波出現(xiàn),那情況就完全不同了。引力波會(huì)使時(shí)空扭曲,這就意味著,兩臂的長度將受到影響,一個(gè)臂會(huì)輕微長于另一個(gè)臂。有節(jié)奏的對(duì)兩臂拉升和擠壓會(huì)持續(xù)到引力波完全通過。 如果兩臂不再等長,當(dāng)激光返回分光束并進(jìn)行干涉的時(shí)候它們不再完全相消。那么光子探測器就會(huì)記錄到干涉圖樣。但是這樣的變化是非常小的,這也正是為何引力波如此難以被探測到。 雖然LIGO的科學(xué)家到目前為止并沒有對(duì)此傳言進(jìn)行任何肯定或否定。但我們知道他們正在努力地分析數(shù)據(jù)并最終會(huì)給我們一個(gè)答案。 |
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