利用原子探測重力波的新方法

利用原子探測重力波的新方法

多年來,觀測引力ㄧㄣˇㄌㄧˋㄅㄛ意味著要建造像LIGO那樣的巨大結構,利用長達數公里的手臂來偵測時空中的漣漪。

concept引力波
techLIGO

如今,科學家轉向量子物理學,探索利用原子而非巨型鏡面來偵測這些宇宙波。

concept量子物理學
concept原子

一份2026年的開創性提案指出,引力波可能會改變受激原子發出光的頻率。

concept引力波
concept原子

與此同時,另一個稱為原子干涉測量法的領域已經進展得更遠。

tech原子干涉測量法

透過分裂原子的波函ㄅㄛㄏㄢˊㄕㄨˋ並將其重組,研究人員可以經由干涉圖樣的變化來偵測引力波。

concept原子
concept波函數
concept引力波

與LIGO不同的是,這些基於量子的方法對某些類型的雷射雜訊具有免疫力,並且可以捕捉「次聲波」(ㄘˋㄕㄥㄅㄛ)頻段(介於0.1到10 Hz之間)的訊號,這是現有設施難以觀測的領域。

techLIGO
tech雷射
concept次聲波

科學家仍須設法保護這些脆弱的原子系統免受環境雜訊的干擾,才能證實我們是否真的能透過原子的量子之舞來「聽見」宇宙。

concept原子
concept原子
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挑戰模式

閱讀理解

與傳統LIGO式偵測器相比,使用原子干涉測量法的主要優勢是什麼?

正確答案

它對雷射頻率雜訊具有免疫力,因為它能將其作為共模干擾抵銷掉。

2026年關於偵測引力波的理論提案涉及什麼?

正確答案

監測受激原子發出光的頻率偏移。

原子基偵測器專門設計用來填補哪個頻段?

正確答案

0.1到10 Hz的次聲波頻段。

原子干涉測量法是如何偵測引力波的?

正確答案

透過分裂和重組原子的波函數來觀察相位偏移。

2026年的新提案與原子干涉測量法在規模上的主要差異為何?

正確答案

2026年的提案可能實現毫米級裝置,而原子干涉測量法使用較大型的設備。

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