Международная группа исследователей представила новый компактный прибор, предназначенный для обнаружения гравитационных волн. Устройство способно регистрировать колебания пространства-времени в миллигерцовом диапазоне, который до настоящего времени оставался недоступным для изучения.
Эта область частот долгое время была «слепой зоной» для науки. Существующие крупные обсерватории, такие как LIGO и Virgo, фиксируют только высокочастотные волны, в то время как пульсарные тайминговые массивы работают с ультранизкими частотами, оставляя средний диапазон без внимания.
В основе нового прибора лежат технологии, применяемые в оптических резонаторах и атомных часах. Он функционирует за счет измерения мельчайших фазовых сдвигов лазерного света, которые возникают при прохождении гравитационной волны. Важным преимуществом разработки является ее компактность — устройство может поместиться на лабораторном столе, в отличие от гигантских интерферометров, и при этом оно почти невосприимчиво к сейсмическим помехам.
Конструкция детектора включает два ортогонально расположенных ультрастабильных оптических резонатора и атомный эталон частоты. Такая конфигурация значительно повышает чувствительность и дает возможность определять направление прихода волн, а также их поляризацию. По словам одного из авторов работы, доктора Веры Гуарреры, использование технологий атомных часов расширяет диапазон обнаружения гравитационных волн, что открывает перспективу для создания глобальной сети небольших детекторов, которые смогут искать сигналы, остававшиеся скрытыми для науки не менее десятилетия.
Ученые ожидают, что в среднечастотном диапазоне могут проявляться сигналы от слияний белых карликов и черных дыр, а также остаточные следы ранней Вселенной. Новый метод позволяет начать эти поиски уже сейчас, в то время как космическая миссия LISA, преследующая схожие цели, начнет свою работу только в 2030-х годах.