Инновационная концепция команды профессора Лю из факультета физики HKUST позволяет одному астрономическому телескопу в магнитосфере Земли действовать в качестве детектора сигналов GW. Фото предоставлено: HKUST
Исследовательская группа под руководством профессора Тао Лю, доцента кафедры физики Гонконгского университета науки и технологий (HKUST), предложила новый метод обнаружения высокочастотных гравитационных волн (HFGW).
Инновационный подход команды может обеспечить успешное обнаружение HFGW за счет использования существующих и технически осуществимых астрономических телескопов в планетарных магнитосферах, открывая новые возможности для эффективного и технически осуществимого исследования ранней Вселенной и масштабных космических событий.
Гравитационные волны (ГВ) генерируются различными астрономическими явлениями, такими как фазовые переходы в ранней Вселенной и столкновения первичных черных дыр. Однако их эффекты чрезвычайно слабы и обнаружены пока только в относительно низкочастотных диапазонах методом интерферометрии.
Поэтому наблюдение Вселенной с помощью гравитационных волн представляет собой серьезные технологические проблемы, особенно при изучении диапазона высоких частот выше одного килогерца, где использование интерферометрии строго ограничено.
Чтобы решить эту проблему, профессор Лю и его научный сотрудник доктор. Чэнь Чжан сотрудничал с профессором Цзин Жэнем из Института физики высоких энергий Китайской академии наук и добился значительного прорыва в своем недавнем исследовании. В исследовании используется удивительный физический эффект, заключающийся в том, что гравитационные волны могут быть преобразованы в потенциально обнаруживаемые электромагнитные волны в магнитном поле.
За счет использования расширенных путей внутри планетарных магнитосфер эффективность преобразования увеличивается, создавая больше сигналов электромагнитных волн. Возможности обнаружения могут быть дополнительно улучшены для телескопов с широким полем зрения из-за обширного углового распределения потока сигналов в такой планетарной лаборатории.
Этот инновационный метод позволяет одному астрономическому телескопу выступать в качестве детектора сигналов ГВ. Объединив несколько телескопов, можно достичь широкого охвата частот ВЧГВ в диапазоне от мегагерца до 1028 герц.
Этот диапазон частот соответствует электромагнитному спектру, используемому в астрономических наблюдениях, и включает в себя большую часть, которая ранее никогда не изучалась при обнаружении ГВ. Исследование дает первоначальную оценку чувствительности спутниковых детекторов на низкой околоземной орбите и текущих миссий в магнитосфере Юпитера.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters в марте, а затем освещено в журнале Nature Astronomy в мае в статье под названием «Лаборатории размером с планету предлагают космологическую информацию». Это подчеркивает важность исследований при подготовке будущих исследований новых технологий обнаружения гравитационных волн.
Информация от: Гонконгским университетом науки и технологий.
