Лазерный мир

Международная группа физиков представила прототип квантового сенсора, который позволяет подавлять лазерный шум и повышать чувствительность к слабым космическим сигналам, связанным с гравитационными волнами и темной материей. Исследование провели ученые под руководством специалистов Imperial College London, результаты опубликованы в журнале Nature.

Новая система основана на атомной интерферометрии — методе, при котором лазеры разделяют облака атомов и затем объединяют их, чтобы фиксировать малейшие изменения в движении частиц. Сравнение двух пространственно разделенных атомных облаков позволяет выявлять слабые сигналы, которые могут быть связаны с прохождением гравитационной волны или воздействием поля темной материи.

Главной проблемой таких измерений остается фазовый шум лазеров, который может значительно превышать ожидаемые космические сигналы. Для решения этой задачи ученые использовали схему с двумя синхронно работающими интерферометрами, где данные сравниваются таким образом, чтобы общий шум источника лазера компенсировался.

Для проверки технологии в лаборатории ультрахолодного стронция при Лондонском имперском колледже создали экспериментальную установку с двумя облаками атомов стронция-87, охлажденными почти до абсолютного нуля. Исследователи специально добавили в систему искусственный шум, который значительно превышал обычные лабораторные колебания. При этом после сравнения данных шум исчезал, а полезный сигнал восстанавливался.

Ученые также добавили искусственный сигнал, имитирующий воздействие гравитационной волны или поля темной материи. Несмотря на высокий уровень помех, система смогла его выделить. Исследователи считают, что технология может стать основой для создания более масштабных атомных интерферометров и будущих установок для изучения фундаментальных свойств Вселенной.

Источник: https://miranews.ru/27224-uchenye-vedut-borbu-s-lazernymi-pomehami-dlja-poiska-signalov-vselennoj.html