ब्रह्मांड के चारों ओर घूमने वाली गुरुत्वाकर्षण तरंगों के पहले साक्ष्य का पता लगाने के लिए खोज जारी है। क्या गुरुत्वाकर्षण तरंग को पृथ्वी के आसपास के अंतरिक्ष-समय की मात्रा से गुजरना चाहिए, सिद्धांत रूप में लेजर बीम एक छोटे से बदलाव का पता लगाएगा क्योंकि गुजरती लहर दर्पणों के बीच की दूरी को थोड़ा बदल देती है। यह ध्यान देने योग्य है कि यह मामूली परिवर्तन छोटा होगा; वास्तव में इतना छोटा कि LIGO की चौड़ाई के एक हजारवें हिस्से से कम की दूरी के उतार-चढ़ाव का पता लगाने के लिए डिजाइन किया गया है प्रोटॉन। यह प्रभावशाली है, लेकिन यह बेहतर हो सकता है। अब वैज्ञानिकों को लगता है कि उन्होंने LIGO की संवेदनशीलता को बढ़ाने का एक तरीका खोज लिया है; लेज़र बीम को "निचोड़ने" के लिए फोटॉन के अजीब क्वांटम गुणों का उपयोग करें ताकि संवेदनशीलता में वृद्धि हासिल की जा सके ...
LIGO को MIT और Caltech के सहयोगियों ने सैद्धांतिक गुरुत्वाकर्षण तरंगों के अवलोकन संबंधी प्रमाणों की खोज के लिए डिज़ाइन किया था। गुरुत्वाकर्षण तरंगों को पूरे ब्रह्मांड में प्रचारित करने के लिए माना जाता है क्योंकि बड़े पैमाने पर ऑब्जेक्ट अंतरिक्ष-समय को परेशान करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि दो ब्लैक होल टकरा गए और विलीन हो गए (या एक-दूसरे से टकरा गए और नष्ट हो गए), सामान्य सापेक्षता के आइंस्टीन के सिद्धांत की भविष्यवाणी है कि एक रिपल को अंतरिक्ष-समय के कपड़े में भेजा जाएगा। गुरुत्वाकर्षण तरंगों को साबित करने के लिए, एक बिलकुल अलग प्रकार की वेधशाला का निर्माण किया जाना चाहिए, जो स्रोत से विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन का निरीक्षण करने के लिए न हो, बल्कि हमारे ग्रह के माध्यम से यात्रा करने वाले इन गड़बड़ियों के पारित होने का पता लगाने के लिए। LIGO इन तरंगों को मापने का एक प्रयास है, और $ 365 मिलियन की एक शानदार सेट-अप लागत के साथ, पहली गुरुत्वाकर्षण लहर और इसके स्रोत की खोज करने की सुविधा के लिए बहुत दबाव है (LIGO पर अधिक जानकारी के लिए, देखें) ब्लैक होल को ट्रैक करने के लिए गुरुत्वाकर्षण तरंगों के लिए "सुनना")। काश, विज्ञान के कई वर्षों के बाद, कोई भी नहीं मिला है। क्या यह इसलिए है क्योंकि वहाँ कोई गुरुत्वाकर्षण तरंगें नहीं हैं? या LIGO पर्याप्त संवेदनशील नहीं है?
पहला सवाल LIGO वैज्ञानिकों द्वारा जल्दी से उत्तर दिया गया है: डेटा की लंबी अवधि को इकट्ठा करने के लिए अधिक समय की आवश्यकता है (गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता चलने से पहले अधिक "एक्सपोज़र समय" होने की आवश्यकता है)। गुरुत्वाकर्षण तरंगों का अस्तित्व क्यों होना चाहिए, इसके भी मजबूत सैद्धांतिक कारण हैं। दूसरा सवाल अमेरिका और ऑस्ट्रेलिया के कुछ वैज्ञानिकों के सुधार की उम्मीद है; शायद LIGO को संवेदनशीलता में वृद्धि की आवश्यकता है।
गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टरों को अधिक संवेदनशील बनाने के लिए, इस नए शोध के अग्रणी नर्गिस मावलवाला और MIT भौतिक विज्ञानी ने बहुत बड़े का पता लगाने में मदद करने के लिए बहुत छोटे पर ध्यान केंद्रित किया है। यह समझने के लिए कि शोधकर्ता क्या हासिल करने की उम्मीद कर रहे हैं, क्वांटम "फजीता" में एक बहुत ही संक्षिप्त दुर्घटना पाठ्यक्रम की आवश्यकता है।
LIGO जैसे डिटेक्टर अंतरिक्ष-समय में गड़बड़ी को मापने के लिए अत्यधिक सटीक लेजर तकनीक पर निर्भर करते हैं। जैसे ही गुरुत्वाकर्षण तरंगें ब्रह्माण्ड से होकर गुजरती हैं, वे अंतरिक्ष में दो स्थितियों के बीच की दूरी में छोटे बदलाव का कारण बनती हैं (अंतरिक्ष प्रभावी रूप से इन तरंगों द्वारा "विकृत" हो रहा है)। यद्यपि LIGO में प्रोटॉन की चौड़ाई के हज़ारवें हिस्से से कम के एक गड़बड़ी का पता लगाने की क्षमता है, लेकिन यह बहुत अच्छा होगा यदि इससे भी अधिक संवेदनशीलता हासिल कर ली जाए। हालांकि लेजर स्वाभाविक रूप से सटीक और बहुत संवेदनशील होते हैं, लेजर फोटॉनों को अभी भी क्वांटम गतिकी द्वारा नियंत्रित किया जाता है। जैसा कि लेजर फोटोन इंटरफेरोमीटर के साथ बातचीत करते हैं, क्वांटम फ़िज़नेस की एक डिग्री है जिसका अर्थ है कि फोटॉन एक तेज पिन-पॉइंट नहीं है, लेकिन क्वांटम शोर से थोड़ा धुंधला है। इस शोर को कम करने के प्रयास में, माववाला और उनकी टीम लेजर फोटोज को "निचोड़ने" में सक्षम हो गई है।
लेजर फोटॉनों में दो मात्राएँ होती हैं: चरण और आयाम। चरण समय में फोटॉन स्थिति का वर्णन करता है और आयाम लेजर बीम में फोटॉन की संख्या का वर्णन करता है। इस क्वांटम दुनिया में, यदि लेजर आयाम कम हो जाता है (शोर को हटाकर); लेजर चरण में क्वांटम अनिश्चितता बढ़ जाएगी (कुछ शोर जोड़कर)। यह व्यापार-बंद है कि यह नई निचोड़ तकनीक पर आधारित है। क्या महत्वपूर्ण है आयाम की माप में सटीकता है, न कि चरण, जब लेज़रों के साथ एक गुरुत्वाकर्षण लहर का पता लगाने की कोशिश कर रहा है।
यह आशा की जाती है कि इस नई तकनीक को मल्टी-मिलियन डॉलर LIGO सुविधा पर लागू किया जा सकता है, संभवतः LIGO की संवेदनशीलता 44% बढ़ सकती है।
“इस काम का महत्व यह है कि इसने हमें निचली अवस्था के इंजेक्शन की कुछ व्यावहारिक चुनौतियों का सामना करने और हल करने के लिए मजबूर किया है। अब हम किलोमीटर-स्केल डिटेक्टरों में निचोड़ को लागू करने के लिए बहुत बेहतर तैनात हैं, और उस मायावी गुरुत्वाकर्षण लहर को पकड़ते हैं। " - नर्गिस मावलवाला
स्रोत: Physorg.com
