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物理學家發明超敏感引力波探測器,卻還是靠愛因斯坦的這項理論

愛因斯坦曾經和同事鮑里斯·波多爾斯和內森·羅森試圖通過展示量子力學理論來預測量子力學間的特殊關係。愛因斯坦證明,如果量子理論是正確的,那麼兩個廣泛分布的物體可能會像蜘蛛網中的兩隻蒼蠅那樣糾纏在一起。奇怪的是,這種糾纏並沒有隨著距離加大而減弱,允許兩個物體移動很遠仍然具有聯繫。愛因斯坦稱之為量子糾纏,也稱作量子之間的幽靈纏繞。

物理學家發明超敏感引力波探測器,卻還是靠愛因斯坦的這項理論

隨著這個世紀性的發現,世界各地的物理學家一直在規劃設計更好的引力探測器。物理學教授趙宗農及其帶領的博士生海星苗和艾秋秋是國際性引力波研究團隊的成員,為引力波探測器創造了一個特別令人興奮的新設計。

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新設計是一個真正的突破,因為它可以測量低於以前被認為是不可逾越的障礙的極限信號,物理學家將此限制稱為標準量子限制,它是由量子不確定性原理設定的。全新引力波探測器設計發表在自然雜誌,這可能不是一個跨時代的科學設計。

物理學家發明超敏感引力波探測器,卻還是靠愛因斯坦的這項理論

使用這種全新的設計方法可能允許科學家監測整個可見宇宙的黑洞碰撞和太空震蕩。引力波不是通過空間傳播振動,而是空間本身的振動。它已經告訴我們許多意想不到的超級黑洞。科學家希望進一步研究引力波幫助我們更好地了解我們的宇宙。

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引力波探測器的技術在研究宇宙方面具有重大的意義,因為它們本身正在教我們如何測量難以置信的微量能量。引力波探測器使用激光來拾取黑洞碰撞時產生的微小的空間振動,碰撞造成巨大的引力爆炸。它們是宇宙中已知的最大的爆炸,將質量直接轉化為純空間的振動。

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需要巨大的能量才能使空間彎曲和波紋化,我們的探測器使用大重型反射鏡與強大的激光器,測量在極大宇宙空間的微小震動,這些測量已經代表了測量的最小能量。但是對於引力波天文學家來說,這還不夠好。他們需要更高的靈敏度才能聽到更多的預測引力波的聲音,包括宇宙在大爆炸中創造的那一刻的聲音。

物理學家發明超敏感引力波探測器,卻還是靠愛因斯坦的這項理論

雖然科學家已經發現了引力波,但是在世界各地物理學家正在準備測試新的理論,並找到在量子探測器中實現它的最佳方式。其中之一是德國漢諾威的GEO600引力波觀測站,它是許多新技術的測試台,對科學家發現更多的引力波現象有著重要的作用。

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