เซ็นเซอร์ใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง

เซ็นเซอร์ใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง

ทีมนักฟิสิกส์นานาชาติได้สร้างเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหวขนาดเล็กที่ใช้อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ ซึ่งสามารถใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง อุปกรณ์ขนาดเซ็นติเมตรสามารถวัดการกระจัดของมวลทดสอบด้วยความแม่นยำระดับย่อยพิโคเมตรที่ความถี่ต่ำ นักวิจัยเชื่อว่านวัตกรรมทางเทคนิคของพวกเขาอาจนำไปสู่โอกาสใหม่ในการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง 

ทำให้นักดาราศาสตร์

สามารถสังเกตเหตุการณ์ที่ยังคงถูกบดบังด้วยเสียง นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในสาขาอื่นๆ เช่น แผ่นดินไหววิทยาและมาตรวิทยา หอดูดาว LIGO และ Virgo เป็นอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ขนาดกิโลเมตรที่ตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงโดยการตรวจสอบตำแหน่งของกระจกบานใหญ่ ซึ่งผ่านการกระจัดที่เล็กเป็นพิเศษ

เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงเคลื่อนผ่านโลก จนถึงตอนนี้ พวกเขาจับสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงได้หลายสิบสัญญาณ ซึ่งส่วนใหญ่มาจากการรวมตัวกันของหลุมดำมวลดาวฤกษ์คู่หนึ่ง จากความสำเร็จเบื้องต้นนี้ นักดาราศาสตร์หวังว่าจะตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงความถี่ต่ำที่เกิดจากการรวมตัวของหลุมดำมวล

ปานกลางที่ใหญ่กว่ามาก ซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายร้อยหรือหลายพันเท่าน่าเสียดายที่ปัจจุบันคลื่นไหวสะเทือนและสัญญาณรบกวนอื่นๆ ทำให้ LIGO และ Virgo เข้าถึงความไวที่จำเป็นในการวัดสัญญาณความถี่ต่ำเหล่านี้ไม่ได้ ผลกระทบของเสียงนี้สามารถควบคุมได้ในระดับหนึ่ง

โดยการตรวจสอบและลดการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นในกระจกและส่วนประกอบอื่น ๆ ของหอดูดาว

ส่วนประกอบเชิงพาณิชย์ตอนนี้จากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมและเพื่อนร่วมงานได้ใช้ส่วนประกอบออปติกที่มีจำหน่ายในท้องตลาดเพื่อสร้างเครื่องตรวจจับการเคลื่อนที่ซึ่งพวกเขากล่าวว่าเหมาะ

สำหรับระบบลดเสียงรบกวนเหล่านี้เซ็นเซอร์ประกอบด้วยอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ของ สองตัวที่ขับเคลื่อนด้วยเลเซอร์ตัวเดียว อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์แต่ละตัวประกอบด้วยหัวเซนเซอร์และกระจก หนึ่งในหัวตรวจจับเป็นส่วนหนึ่งของวงจรป้อนกลับที่ทำให้ความถี่ของเลเซอร์คงที่ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพ

ของระบบ

ทีมใช้เทคนิคที่เรียกว่าการมอดูเลตความถี่ลึกเพื่อคำนวณการกระจัดของกระจกจากขอบอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ที่วัดได้ เทคนิคนี้ช่วยให้สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวเล็กๆ ในช่วงความถี่ต่างๆ ได้ แท้จริงแล้ว ระบบมีความไว 0.3 pm/√Hz ที่ความถี่ 1 Hz และดีกว่าเซ็นเซอร์ประเภทเดียวที่ใช้ใน LIGO ถึง 300 เท่า

เซ็นเซอร์มีขนาดไม่กี่เซ็นติเมตรซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการอัปเกรดเป็นเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงที่มีอยู่ในอนาคต ซึ่งเป็นการอัปเกรดที่สามารถดำเนินการได้โดยมีผลกระทบต่อโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่น้อยที่สุดด้วยการปรับปรุงเหล่านี้ นักวิจัยแนะนำว่านักดาราศาสตร์

อาจตรวจจับการควบรวมระหว่างหลุมดำมวลปานกลางได้เป็นครั้งแรก การมีความสามารถในการวัดสัญญาณความถี่ต่ำยังเป็นประโยชน์สำหรับดาราศาสตร์แบบหลายสาร ทำให้สามารถตรวจจับสัญญาณเพิ่มเติมได้ล่วงหน้าก่อนเกิดเหตุการณ์การควบรวมกิจการ เซ็นเซอร์ยังสามารถใช้ในเครื่องมืออื่นๆ 

เพื่อเพิ่มเวลาในการทำงานร่วมกันของความร้อนที่เพิ่มขึ้นกับเมฆที่เย็นจัด ผลึกเมล็ดจะถูกสร้างขึ้นที่ด้านล่างของโซนที่เย็นยิ่งยวด ซึ่งอยู่เหนือไอโซเทอร์ม 0 °C เพียงเล็กน้อย จากนั้นการเพาะจะทำให้เกิดเอฟเฟกต์ไดนามิกที่ช้าแต่มีขนาดใหญ่ ซึ่งจะยกชั้นอากาศชื้นที่อยู่ด้านล่างและเพิ่มปริมาณเมฆที่สามารถแก้ไขได้ ดังนั้นจึงใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดในการเปลี่ยนเฟส

การใช้เทคนิคนี้ เราได้พ่นคาร์บอนไดออกไซด์เหลว ซึ่งเป็นนิวเคลียสน้ำแข็งที่เป็นเนื้อเดียวกัน โดยตรงไปยังเมฆสตราตัสที่เย็นยิ่งยวดเหนือเกรตซอลท์เลค สิ่งนี้สร้างเอฟเฟ็กต์ทางแสงที่เรียกว่าภายใต้ดวง

อาทิตย์ จากนั้นจึงล้างเมฆออกไปจนหมดในบริเวณกว้างไม่กี่กิโลเมตร

นอกจากนี้ 

เรายังใช้ยานพาหนะภาคพื้นดินเพื่อเพาะหมอกที่เย็นจัดในตอนกลางคืน สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของแสง “เสา” – แนวแสงแนวตั้ง – ด้านบนและด้านล่างของไฟถนนและแหล่งกำเนิดแสงอื่น ๆ ซึ่งบ่งชี้ว่าผลึกน้ำแข็งวางตัวในแนวนอน การเพาะปลูกเคลียร์พื้นที่ถึง 100 กม. 2และทำให้หิมะตกบนพื้นประมาณ 1 ซม.

การเกิดหมอกที่เย็นยิ่งยวดในช่วงเช้าตรู่มักจะนำไปสู่เอฟเฟกต์ทางแสงอื่นๆ ที่เรียกว่า parhelia ซึ่งเป็นภาพจำลองของดวงอาทิตย์ที่เกิดจากผลึกน้ำแข็งในแนวนอนอีกครั้ง คาร์บอนไดออกไซด์เหลวที่ใช้ในการเพาะเป็นผลพลอยได้ทางอุตสาหกรรมหรือมาจากก๊าซธรรมชาติ 

และไม่ได้เปลี่ยนปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศเทคนิคนี้ถูกนำมาใช้แล้วเพื่อล้างเมฆและหมอกที่เย็นจัด และมีประสิทธิภาพสูงสุดในการกำหนดเป้าหมายเอฟเฟกต์ในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง สำหรับการเพาะเมล็ดเมฆ การฉีดผลึกเมล็ดจากอากาศจะมีประสิทธิภาพมากกว่า และเราคาดว่าเรดาร์

จะถูกใช้เพื่อนำอากาศยานไร้คนขับไปยังตำแหน่งการเพาะที่ถูกต้อง สามารถกำจัดหมอกออกจากพื้นดินได้ และควรสามารถพัฒนาอุปกรณ์อย่างง่ายที่สามารถใช้เพื่อกำจัดหมอกเมื่อมันเกิดขึ้น

อาจใช้วิธีไมโครเลนส์เพื่อตรวจจับโลกในระยะห่างของดาราจักรประมาณ 2 เมตร 

 ในแคนาดาเปิดอย่างเป็นทางการในสัปดาห์นี้ SNO จะเป็นเครื่องตรวจจับชนิดแรกที่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างนิวตริโนสามประเภท ได้แก่ อิเล็กตรอน มิวออน และนิวตริโนเอกภาพ และในที่สุดก็สามารถระบุได้ว่าอนุภาคลึกลับเหล่านี้มีมวลหรือไม่ นี่เป็นหนึ่งในคำถามที่โดดเด่นในวิชาฟิสิกส์ 

หอดูดาวนี้เป็นโครงการร่วมระหว่างแคนาดา สหรัฐอเมริกา และสหราชอาณาจักร เป็นถังบรรจุน้ำมวลหนักบริสุทธิ์พิเศษขนาด 1,000 ตัน ซึ่งอยู่ใต้ดิน 2,000 เมตรในเหมืองนิกเกิลในออนแทรีโอนิวตริโนเดินทางด้วยความเร็วแสงและมีปฏิสัมพันธ์กับสสารเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งทำให้ตรวจจับได้ยากมาก

Credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน