LIGOコラボレーションが重力波信号を記録

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LIGOコラボレーションが重力波信号を記録
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Anonim
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Advanced LIGOプロジェクトの参加者は、ヨーロッパの乙女座とともに、音響範囲の重力波からの信号を記録することに成功しました。コラボレーションの代表者は、18:30(モスクワ時間)にワシントンで始まった米国国立科学財団の記者会見でこれを発表しました。

研究結果のある記事は、Physical Review Letters誌への掲載が承認され、すでに雑誌のWebサイトに掲載されています。

「私たちは重力波を捕らえました、私たちはそれをしました」とaLIGOのスポークスマンは言いました。波の源である科学者たちは、太陽の質量の約29倍と36倍の質量を持つ2つのブラックホールの合併を呼びました。信号(GW150914)は9月14日に記録され、aLIGOコラボレーションの両方の観測所で見られました。物理学者はこの信号を「非常に具体的」と呼んでいます。時間の経過に伴う振動の周波数の増加が記録されました-一般相対性理論が巨大なオブジェクトをマージするために予測するものとまったく同じです(オブジェクトが互いに近づくほど、回転の周波数と放出される重力波の周波数が高くなります)。

受信信号の分析には約1ヶ月かかりました。使用した分析のタイプに応じて、2つの検出器の統計的有意性の合計は4、6および5、1シグマでした。

合併の結果として放出されるエネルギーは、太陽の質量の3倍に相当します(合併された物体の質量の約4.6パーセント)。科学者によると、この合併は13億年前に行われた(z∼0.1)。 aLIGOが観測する重力波の信号は音響範囲内にあるため、科学者は振動を直接音に変換して記者会見で再生することができました。

LIGOには、ルイジアナ州リビングストンとワシントン州ハンフォードの近くにある2つの大型レーザー干渉計が含まれています。干渉計はGスキームに従って組み立てられます。つまり、干渉計は2つの等間隔の垂直アームで構成されます。それらの長さは4キロメートルです。重力波が干渉計を通過すると、一方のアームの長さがもう一方のアームに対して変化する可能性があります。これにより、このアームの放射の位相がシフトし、干渉パターンに影響を与えるはずです。次に、受信信号は、主に機械的(地震を含む)振動と光検出器の量子ノイズから生じるノイズから除去されます。

以前、LIGO実験の最初の段階では、物理学者は、重力波の通過に伴う小さな変位を記録するのに十分な干渉計の感度を達成できませんでした。 2015年の夏に完了した近代化の後、観測の感度はほぼ1桁増加しました(100〜300ヘルツの周波数では3〜5倍、低周波数の振動では10倍)。物理学者によると、これが今日の発見の決定的な要因でした。したがって、Advanced LIGOが見ることができる干渉計アームの長さの相対的な違いは、約h = 1-10-21でした。 4キロメートルのLIGOアームの場合、この違いは原子核のサイズに匹敵します。

重力波は、1915年にアルバートアインシュタインによって提案された一般相対性理論の方程式の直接的な結果です。それらは波のタイプの方程式によって記述され、それらの解は光速で動く時空の摂動に対応します。電磁波(光)とは対照的に、重力波の強度は桁違いに小さいため、予測からわずか100年後に発見されました。

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