ligo的镜子被量子“踢”出10^ -20米位移

麻省理工学院MIT有个LIGO装置,设计了两条L形的4公里真空管道,每端都放着一面40公斤的镜子。LIGO是激光干涉引力波天文台,主要任务是观测引力波。激光沿着管道同时反射回中间点,若出现时间差,说明时空被扰动了,这就是引力波。不过这个次团队给镜子加了量子压缩器,把目标转向更微小的波动。 LIGO的镜子这次被量子“踢”出10^-20米位移。这个数字听起来很像天文单位,但却是人类在人体尺度上看到量子涨落的真实位移。氢原子大约只有10^-10米大,所以这个位移对于氢原子就像氢原子对于我们一样。这个发现让我们更接近理解真空的本质。 量子涨落是量子力学里一个很有意思的概念。真空并不是空无一物,而是充满了不断诞生和湮灭的粒子潮汐。这些粒子像海浪一样起伏,形成了背景噪音。我们每天都被这股潮水包裹着,只是因为体温和自身运动太剧烈了,所以我们感觉不到它们的存在。 这次研究团队利用LIGO装置成功捕捉到了引力波后,开始研究装置内部的量子涨落。他们把一面镜子放到了“听”引力波的舞台上,还给它装了量子压缩器来排除常规噪音。 最后他们确认镜子那10^-20米的位移确实是由量子涨落引起的。同时他们也在测量中找到了降低量子噪音的新方法,有望进一步提升LIGO的灵敏度,让我们能够接收到更微弱的宇宙信号。