लिविंगस्टोन, ला। - एक मील और एक इमारत से एक आधा के बारे में इतना बड़ा आप इसे अंतरिक्ष से देख सकते हैं, सड़क पर हर कार क्रॉल तक धीमी हो जाती है। ड्राइवर 10 मील प्रति घंटे (16 किमी / घंटा) की गति सीमा को बहुत गंभीरता से लेना जानते हैं: ऐसा इसलिए है क्योंकि भवन में एक विशाल डिटेक्टर है जो कभी भी प्रयास किए गए सबसे छोटे पैमाने पर आकाशीय कंपन का शिकार होता है। आश्चर्य की बात नहीं है, यह दुनिया के दूसरी तरफ से गुजर रही प्राकृतिक आपदाओं के लिए एक कार के rumblings से, इसके आसपास सभी सांसारिक कंपन के प्रति संवेदनशील है।
परिणामस्वरूप, LIGO (लेजर इंटरफेरोमीटर ग्रेविटेशनल-वेव ऑब्जर्वेटरी) डिटेक्टरों में से एक पर काम करने वाले वैज्ञानिकों को शिकार करने और शोर के सभी संभावित स्रोतों को हटाने के लिए असाधारण लंबाई में जाना चाहिए - डिटेक्टर के चारों ओर यातायात धीमा करना, हर छोटे झटके की निगरानी करना जमीन, यहां तक कि एक चौगुनी पेंडुलम प्रणाली से उपकरण को निलंबित करना जो कंपन को कम करता है - पृथ्वी पर सबसे "मौन" कंपन स्थान बनाने के प्रयास में सभी।
"सब कुछ शोर के शिकार के बारे में है," लुइसियाना में एलआईजीओ डिटेक्टर पर डिटेक्टर-इंजीनियरिंग समूह के प्रमुख जेनीन रोम ने कहा।
LIGO भौतिकविदों को शोर को खत्म करने और ग्रह पर सबसे अधिक कंपन-मुक्त स्थान बनाने के लिए इतना जुनून क्यों है? यह समझने के लिए, आपको यह जानना होगा कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें क्या हैं और LIGO उन्हें पहले स्थान पर कैसे पता लगाता है। सामान्य सापेक्षता के अनुसार, अंतरिक्ष और समय एक ही निरंतरता का हिस्सा हैं, जिसे आइंस्टीन ने स्पेस-टाइम कहा है। और अंतरिक्ष-समय में, तेजी से बड़े पैमाने पर वस्तुओं को तेज करने से गुरुत्वाकर्षण तरंगें पैदा हो सकती हैं, जो लहर की तरह दिखती हैं जब एक कंकड़ को तालाब की सतह पर गिराया जाता है। इन तरंगों से कॉसमॉस के कपड़े के खिंचाव और संकुचन का पता चलता है।
आप अंतरिक्ष-समय में होने वाले परिवर्तनों को स्वयं कैसे मापेंगे, जब कोई भी मापने वाला उपकरण उन्हीं परिवर्तनों का अनुभव करेगा? सरल समाधान जिसे इंटरफेरोमीटर के रूप में जाना जाता है। यह इस तथ्य पर निर्भर करता है कि गुरुत्वाकर्षण तरंगें अंतरिक्ष-समय को एक दिशा के साथ खींचती हैं, जबकि यह सीधा दिशा के साथ अनुबंध करती हैं। पानी पर एक बोया के बारे में सोचो: जब एक लहर गुजरती है, तो वह ऊपर और नीचे से टकराती है। पृथ्वी के पार जाने वाली एक गुरुत्वाकर्षण तरंग के मामले में, सब कुछ ऊपर और नीचे के बजाय कभी-कभी थोड़ा आगे पीछे होता है।
LIGO का डिटेक्टर एक लेजर प्रकाश स्रोत, एक बीम फाड़नेवाला, कई दर्पण और एक प्रकाश डिटेक्टर से बना है। प्रकाश लेजर को छोड़ देता है, एक बीमप्लिटर द्वारा दो लंबवत बीमों में विभाजित हो जाता है, फिर इंटरफेरोमीटर की बाहों के बराबर दूरी पर दो दर्पणों तक यात्रा करता है, जहां प्रकाश हथियारों के नीचे वापस परिलक्षित होता है। दोनों बीम फिर डिटेक्टर को मारते हैं, जो प्रतिबिंबित दर्पणों में से एक के विपरीत रखा जाता है। जब कोई गुरुत्वाकर्षण तरंग इंटरफेरोमीटर से गुजरती है, तो यह हथियारों में से एक को थोड़ा लंबा कर देती है, और दूसरी को थोड़ा छोटा कर देती है, क्योंकि यह एक दिशा के साथ अंतरिक्ष को फैलाती है, जबकि इसे दूसरे के साथ संकुचित करती है। यह प्रकाश के पैटर्न में असीम रूप से छोटे परिवर्तन रजिस्टरों को प्रकाश से टकराता है। डिटेक्टर। LIGO सहयोग वेबसाइट के अनुसार, LIGO की संवेदनशीलता का स्तर "निकटतम तारा (लगभग 4.2 प्रकाश वर्ष) की दूरी को एक मानव बाल की चौड़ाई से कम सटीकता के साथ मापने के बराबर है।"
बालों की चौड़ाई की लहर का पता लगाने में सक्षम होने के लिए, वैज्ञानिकों ने इस पतले ट्यून सेटअप के लिए किसी भी संभावित गड़बड़ी को खत्म करने के लिए चरम लंबाई पर जाते हैं, कार्ल ब्लेयर, LIGO में एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता जो ऑप्टो-यांत्रिकी, या मैकेनिकल सिस्टम के साथ प्रकाश की बातचीत का अध्ययन करते हुए कहा।
शुरू करने के लिए, 2.5-मील लंबा (4 किलोमीटर) हथियार दुनिया के सबसे उत्तम रिक्त स्थानों में से एक है, जिसका अर्थ है कि यह लगभग अणु-मुक्त है, इसलिए कुछ भी बीम के मार्ग में हस्तक्षेप नहीं कर सकता है। डिटेक्टर भी सभी प्रकार के उपकरणों (सीस्मोमीटर, मैग्नेटोमीटर, माइक्रोफोन और गामा-रे डिटेक्टर) से घिरे होते हैं, कुछ नाम रखने के लिए) जो डेटा में गड़बड़ी को मापते हैं और उन्हें दूर करते हैं।
ब्लेयर ने कहा कि जो कुछ भी एक गुरुत्वाकर्षण लहर के संकेत के साथ हस्तक्षेप कर सकता है या गलत तरीके से व्याख्या कर सकता है, उसे भी शिकार होना चाहिए। इसमें डिटेक्टर के भीतर खामियां शामिल हैं - जो शोर के रूप में जाना जाता है - या गैर-ज्योतिषीय गड़बड़ी जो उपकरण द्वारा उठाया जाता है - जिसे ग्लिट्स के रूप में जाना जाता है। भौतिकविदों को परमाणुओं के कंपन के लिए भी ध्यान देना चाहिए जो कि इलेक्ट्रॉनिक्स में डिटेक्टर के दर्पण और वर्तमान के यादृच्छिक उतार-चढ़ाव को बनाते हैं। एक बड़े पैमाने पर, ग्लिच एक गुजरने वाली मालगाड़ी से लेकर प्यासे रावण तक कुछ भी हो सकता है।
और glitches वास्तव में नीचे नाखून करने के लिए मुश्किल हो सकता है। जब अरनौद पेले एलआईजीओ में डिटेक्टर- इंजीनियरिंग टीम में शामिल हुए, तो उन्हें यह पता लगाने का काम सौंपा गया कि विशेष रूप से पेसकी गड़बड़ी कहां से आ रही है: गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों के चारों ओर जमीन की गति को मापने वाले उपकरण एक निरंतर स्पाइक दर्ज कर रहे थे, और कोई नहीं पता था क्यों। कई महीनों की नींद हराम होने के बाद, उन्होंने अपराधी को ढूंढ निकाला: एक वेंटिलेशन सिस्टम के तहत जमीन और कुछ यांत्रिक झरनों के बीच एक निर्मल चट्टान। चट्टान की वजह से, स्प्रिंग्स डिटेक्टर में वेंटिलेटर के कंपन को दिखाने से रोक नहीं सका, जिससे रहस्य का संकेत मिलता है। "यह मेरी नौकरी का एक बहुत ही मजेदार हिस्सा है, इस जासूसी सामान को करना," पेले ने कहा। "ज्यादातर समय, यह सरल समाधान है।" ब्रह्मांड के दूर तक पहुंचने वाले अनंत छोटे कंपन की खोज में, वास्तविक कार्य पृथ्वी से बहुत नीचे हो सकता है।
सबसे महत्वपूर्ण, शायद, तीन डिटेक्टर हैं: लुइसियाना में एक के अलावा, हनफोर्ड, वाशिंगटन में एक है, और इटली में एक तीसरा है: "अगर कुछ वास्तविक है तो उसे सभी डिटेक्टरों में समान दिखना है," LIGO सहयोग सदस्य ने कहा साल्वाटोर विटले, MIT में भौतिकी के सहायक प्रोफेसर। यदि यह मालगाड़ी है या बसंत के नीचे रखी गई चट्टान है, तो यह केवल तीन डिटेक्टरों में से एक में दिखाई देगी।
इन सभी उपकरणों और कुछ बहुत ही परिष्कृत एल्गोरिदम के साथ, वैज्ञानिक इस संभावना की मात्रा निर्धारित करने में सक्षम हैं कि एक संकेत वास्तव में एक गुरुत्वाकर्षण लहर है। वे किसी दिए गए पता लगाने के लिए झूठी अलार्म दर की गणना भी कर सकते हैं, या संभावना है कि दुर्घटना से सटीक संकेत दिखाई देगा। उदाहरण के लिए, इस गर्मी के पहले की घटनाओं में से एक, 200,000 वर्षों में एक बार से भी कम समय में एक झूठी अलार्म दर थी, जिससे यह एक अत्यंत आकर्षक उम्मीदवार बन गया। लेकिन अंतिम फैसला आने तक हमें इंतजार करना होगा।
इस लेख के लिए रिपोर्टिंग को आंशिक रूप से राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन के अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था।
