Nové zařízení by mohlo detekovat vysokofrekvenční gravitační vlny, zachytilo už 2 kandidátské události

27. 08. 2021

Gravitační vlny Černé díry Temná hmota

Přelomové zařízení využívá křemene pro zachycení gravitačních vln s vysokou frekvencí. Doposud se vědcům pomocí detektorů LIGO a Virgo podařilo detekovat pouze gravitační vlny s nízkou frekvencí, které vznikly při kolizích menších černých děr a neutronových hvězd. Vysokofrekvenční vlny by mohly být způsobovány primordiálními černými dírami nebo částicemi temné hmoty.

Gravitační vlny

Image credit: R. Hurt/Caltech-JPL

Gravitační vlny jsou nerovnosti v časoprostoru způsobené interakcí extrémně hmotných těles jako jsou neutronové hvězdy nebo černé díry. Při srážce těchto objektů dochází k deformaci časoprostoru, která se šíří vesmírem a je detekovatelná extrémně citlivými přístroji na Zemi. Díky tomuto efektu mohou vědci zkoumat vzdálené černé díry i bez detekce elektromagnetické radiace (světlo, rádiové vlny, rentgen,...).

  
První detekce gravitačních vln: 14. září 2015 (publikováno v únoru 2016)
  
Počet detekcí: 90 potvrzených do listopadu 2021 (a k tomu desítky dalších detekcí s menší mírou jistoty)
  
Detektory: LIGO, VIRGO, KAGRA

Nový detektor je vybavený krystalem křemene, který vibruje vysokou frekvencí, když jím prochází akustické vlny. Napojením na supravodivé zařízení SQUID (superconducting quantum interference device) potom vědci dosáhli extrémního zesílení nízkého napětí z krystalu. To vše vědci nakonec důkladně odstínili od okolní radiace a magnetických polí a ochladili na velmi nízkou teplotu.

V prvních 153 dnech operací se už vědcům s pomocí nového detektoru podařilo zachytit dvě události, které by mohly být způsobeny gravitačními vlnami s vysokou frekvencí. Zaznamenaný signál nicméně může mít i další vysvětlení, mohlo by jít o nějaké nabité částice, částice temné hmoty, nebo o nějaké mechanické zatížení tohoto zařízení.