重力天才:我将如何花费50万美元


作为约翰·D·凯瑟琳·麦克阿瑟基金会的“天才奖”的23位获奖者,麻省理工学院的量子物理学家Nergis Mavalvala,他们每人赢得50万美元,没有任何附加条件激光干涉仪引力波天文台的合作者 LIGO正在寻找引力波,这是由爱因斯坦的相对论预测的时空中尚未看到的涟漪 - 当中子星或黑洞合并时应该特别强烈那么重力猎人花了50万美元呢引力波与量子力学有什么关系为了找到答案,新科学家在麻省理工学院的办公室里访问了Mavalvala祝贺该奖项它完全是预期的吗哦,天哪,不当我接到电话时,我认为这是一个恶作剧我真的以为在某个时候有人会说,“有问题!”你打算如何使用奖金这几天我不得不考虑,这很难回答我几乎肯定会花一些钱来尝试远大的想法科学家总是有一些非常危险的想法:你知道他们可能没有成功,但如果他们这样做了 - 那不是很棒吗这些想法有时难以获得资金,因为它们是如此投机您的风险愿望清单上是否有任何特定主题有这样的想法,如果你对量子态进行测量,你会破坏它但是有很多方法可以解决这个问题,称为量子非拆除技术 - 这些技术包括在不破坏其微妙量子态的情况下反复检测单个光子的方法这些想法非常合理,但实施起来非常困难我的猜测是最有可能使用这样的奖项的地方是尝试这些实施,并看看我们当前的技术和知识是否可以让我们在那里您的许多工作都集中在使用量子力学来提高LIGO探测引力波的能力实验背后的基本理念是什么你拍摄两个彼此成直角的激光束,然后向两个镜子射击,每个镜子在4公里外如果有引力波,镜子的位置会发生变化,我们会看到光线需要更长或更短的时间才会出现并返回每个探测器都可以探测到比质子大小一千倍的镜面运动为什么量子力学在进行这些测量时很重要这一切都归结为你使用光束来测量镜子位置的想法我们有非常强大的激光束,因此有很多光子这些光子带有动量,动量有一些不确定性,因为它们是量子粒子这会使镜子位置产生一些不确定性我的团队在过去几年中所做的一件事就是学习如何对镜子进行光学捕获和冷却,就像人们进行光学捕获和原子冷却一样尚未直接检测到引力波他们为什么这么难找引力波很弱,它们与我们的探测器没有很强的相互作用这就是为什么这么难做的根本原因另一个问题是我们生活在一个充满活力的充满活力的星球上,所以你能想到的一切都想要比引力波移动我们的镜子更多你有没有想过找到它会是什么样的可能是纯粹的狂喜我认为这将是惊人的但我认为,第一次检测将非常重视理解我们是否理解我们的仪器并确保它真的是一种检测如果我们看到的事件也被望远镜看到,它可能会得到很大的加强自2002年以来,LIGO一直在寻找引力波,到目前为止你还没有发现任何引力波这一点令人沮丧吗不,不应该让任何人感到沮丧我们一直都知道,我们为LIGO建造的第一代仪器只有在来自最强源之一的情况下才能看到引力波的灵敏度,并且它必须来自附近的源我们一直都知道这是一个很长的镜头目前在LIGO正在进行的是一项名为Advanced LIGO的非常重要的升级[将于2015年开始观察]如果我们没有用这种改进的探测器检测到任何东西,那么我认为会有失望和头疼有关这些主题的更多信息:
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