FROSTI улучшит оптику LIGO и расширит обзор гравитационных волн в 10 раз
Лазеры в науке 30.09.2025 Комментарии к записи FROSTI улучшит оптику LIGO и расширит обзор гравитационных волн в 10 раз отключеныФизик Джонатан Ричардсон из Калифорнийского университета в Риверсайде представил прототип системы FROSTI для управления волновым фронтом в интерферометрах LIGO. Статья об испытаниях опубликована в Optica. Решение адресует ключевую проблему мощных лазерных интерферометров: тепловые искажения оптики при мегаваттных уровнях циркулирующей мощности.
LIGO регистрирует гравитационные волны — рябь пространства-времени от слияний чёрных дыр и нейтронных звёзд — по крошечным смещениям зеркал, меньшим тысячной доли диаметра протона. При наращивании лазерной мощности оптические элементы нагреваются, что меняет кривизну поверхностей и ухудшает чувствительность.
FROSTI (FROnt Surface Type Irradiator) — устройство адаптивной оптики, которое тонко «рисует» тепловой профиль на фронтальной поверхности зеркала, возвращая ему исходную оптическую форму. В отличие от действующих систем термоконтроля, FROSTI использует прецизионное тепловое проектирование для локальной компенсации искажений, сохраняя качество пучка на мегаваттных мощностях.
По словам Ричардсона, технология открывает путь к следующему поколению детекторов, где потребуется одновременно повышать мощность лазера и снижать квантовые шумы. Ожидается, что корректная термостабилизация оптики с помощью FROSTI позволит расширить «обзор» Вселенной по гравитационным волнам примерно в 10 раз — регистрировать более далёкие и слабые события.
Система рассматривается как часть апгрейда LIGO A#, предшественника сверхчувствительной обсерватории Cosmic Explorer. Прототип масштабируем и может быть адаптирован к более крупным зеркалам и сложным аберрациям. Команда уже разрабатывает версии с расширенным диапазоном коррекции, закладывая фундамент НИОКР на ближайшие два десятилетия гравитационно-волновой астрономии.
