重力波検出器の革新は宇宙の秘密を解明するのに役立つ可能性がある

西スコットランド大学 2023年6月9日

薄膜技術の大幅な進歩により、重力波検出器の感度が向上し、宇宙のより深い理解が促進される可能性があります。 この新しい技術は、UWS の薄膜センサー・イメージング研究所で開発されたもので、熱雑音を低減した薄膜を製造し、その検出能力を向上させることが含まれます。

研究者らは、重力波検出器の感度を高める薄膜技術を開発した。 この画期的な進歩は、宇宙への理解を深め、宇宙事象の検出範囲を拡大し、原子時計や量子コンピューターなどの高精度デバイスに恩恵をもたらす可能性があります。

New frontiers in the study of the universe – and gravitational wavesGravitational waves are distortions or ripples in the fabric of space and time. They were first detected in 2015 by the Advanced LIGO detectors and are produced by catastrophic events such as colliding black holes, supernovae, or merging neutron stars." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">重力波 – 西スコットランド大学 (UWS) の研究者らによる画期的な発見により、その可能性が明らかになりました。

薄膜技術の画期的な開発により、現在および将来の重力波検出器の感度が向上することが期待されています。 UWSの薄膜センサー・イメージング研究所（ITFSI）の学者らによって開発されたこのイノベーションは、宇宙の性質についての理解を高める可能性がある。

アルバート・アインシュタインの一般相対性理論によって最初に予測された重力波は、ブラックホールの合体や中性子星の衝突など、宇宙で最もエネルギー的な出来事によって引き起こされる時空構造の波紋です。 これらの波を検出して研究すると、宇宙の基本的な性質についての貴重な洞察が得られます。

コンピューティング・エンジニアリング・物理科学部(CEPS)の上級講師であるカルロス・ガルシア・ヌニェス博士は次のように述べています。重力波を検出するための現在および将来のセンシング技術の要件に適合するように、それらを堆積し、その特性を制御する技術。」

「低熱雑音を備えた高反射鏡の開発は、宇宙論的な出来事からの重力波の検出から量子コンピューターの開発までをカバーする幅広い応用範囲を開きます。」

この研究で使用されている技術は、もともと UWS の薄膜・センサー・イメージング研究所所長であるデス・ギブソン教授によって開発され特許を取得したもので、低レベルの「熱ノイズ」を達成する薄膜の製造を可能にする可能性があります。 ミラーコーティングにおけるこの種のノイズの低減は、現在の重力波検出器の感度を高め、より広範囲の宇宙論的事象の検出を可能にするために不可欠であり、原子時計や原子時計などの他の高精度デバイスを強化するために展開できる可能性があります。量子コンピューター。

ギブソン教授は、「重力波検出のためのこの最先端の薄膜技術を発表できて大変うれしく思います。この画期的な進歩は、重力波の研究を通じて宇宙を探索し、その秘密を解き明かす能力における重要な前進を示しています。私たちはこれを信じています」と述べた。進歩はこの分野における科学の進歩を加速し、発見への新たな道を開くでしょう。」

「UWSの薄膜技術は、すでに著名な科学者や研究機関と協力して広範なテストと検証を受けています。その結果は大きな熱意をもって迎えられ、重力波天文学の分野への将来の影響への期待が高まりました。コーティング堆積技術は現在開発中です。」 UWS のスピンアウト企業である Albasense Ltd によって商品化されました。」

熱雑音の低いコーティングの開発は、次世代の重力波検出器をより正確にし、宇宙の出来事に対する感度を高めるだけでなく、国連の持続可能な開発目標と非常に関連性の高い原子時計と量子力学に対する新しい解決策も提供するでしょう。 7、9、11。

Reference: "Amorphous dielectric optical coatings deposited by plasmaPlasma is one of the four fundamental states of matter, along with solid, liquid, and gas. It is an ionized gas consisting of positive ions and free electrons. It was first described by chemist Irving Langmuir in the 1920s." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">重力波検出器のためのプラズマイオン支援電子ビーム蒸発」カルロス・ガルシア・ヌニェス、ギャビン・ウォレス、ルイス・フレミング、キーラン・クレイグ、シゲン・ソング、サム・アフマザデ、カスパー・クラーク、サイモン・テイト、イアン・マーティン、スチュアート・リード、シーラ・ローワン、デス・ギブソン著2023 年 2 月 23 日、応用光学.DOI: 10.1364/AO.477186