新塗層材料可降低引力波探測器反射鏡的熱雜訊

電子衍射圖顯示，經600攝氏度熱處理後的硅摻雜二氧化鉿塗層仍為非晶態。

phys.org網站報道，來自英國格拉斯哥大學和斯特拉斯克萊德大學等高校的研究人員開發了一種用於引力波探測器的反射鏡塗層。使用了這種塗層的反射鏡的噪音僅為現在激光干涉引力波天文台（LIGO）反射鏡表面噪音的二十五分之一。研究人員近日在《物理評論快報》發布了塗層的相關信息。

引力波探測器使用的反射鏡位於其支撐臂末端。相干光經兩面反射鏡反射後形成「相干聯繫」。引力波的探測是通過記錄反射鏡的位移量實現的，測量精度要求很高。即便在最近的升級工作之後，研究人員仍然希望進一步提高LIGO/Virgo探測器的靈敏度。為此，歐盟成員國已開始制定愛因斯坦望遠鏡的建造計劃。愛因斯坦望遠鏡也是一種引力波探測器，其靈敏度是LIGO/Virgo的100倍。為了實現這個目標，研究人員需要改進現有干涉儀的設計。其中一項重要工作是減少鏡面塗層的熱波動量。鏡面塗層的波動是由於機械損耗引發的熱波動。熱波動產生的雜訊會對引力波的測定產生干擾。雖然對於目前的系統，雜訊水平是可以接受的，但是對於更靈敏的探測器，雜訊水平必須顯著降低才能適應其需求。

為了降低鏡面塗層的雜訊，研究人員用二氧化鉿和非晶態硅替換了熔融二氧化硅和氧化鉭。性能測試結果表明，替代品的雜訊僅為當前塗層雜訊的二十五分之一，可以滿足愛因斯坦望遠鏡的要求。研究人員預計，愛因斯坦望遠鏡有望發現黑洞等奇特天體，並可為哈勃常數的校正提供支持。

科界原創

編譯：雷鑫宇

審稿：三水

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