西澳大利亞大學的物理學家跟一個國際研究團隊合作開創了一項能改進引力波探測器的新技術，該探測器是科學研究人員使用的最敏感的儀器之一。這項新技術使世界上現有的引力波探測器能達到以前認為只有通過建造更大的探測器才能實現的靈敏度。

這篇發表在《Communications Physics》上的論文由西澳大學ARC引力波發現卓越中心(OzGrav)牽頭，與ARC工程量子系統卓越中心、哥本哈根的尼爾斯-玻爾研究所和帕薩迪納的加州理工學院合作。

來自西澳大學物理系的名譽教授David Blari指出，這項技術將被稱為聲子的聲音振動量子粒子跟激光的光子合併在一起，從而創造出一種新型的放大技術，在這種技術中，合併的粒子來回循環數十億次而不丟失。

Blair表示：“一百多年前，愛因斯坦證明了光是以小能量包的形式出現的，我們現在稱之為光子。”

光子最複雜的應用之一是引力波探測器，它允許物理學家觀察由宇宙碰撞引起的空間和時間的漣漪。

“在愛因斯坦預測光子兩年後，他提出熱和聲音也是以能量包的形式出現，我們現在稱之為聲子，”Blair說道，“聲子以其量子形式單獨駕馭要棘手得多，因為它們通常被稱為熱背景的大量隨機聲子所淹沒。”

據悉，Blair曾因其對首次探測引力波的貢獻而被授予2020年著名的總理科學獎。

論文的第一作者Michael Page博士表示，訣竅是將聲子和光子結合在一起，使廣泛的引力波頻率可以同時放大。

“這項新突破將讓物理學家觀察到已知宇宙中最極端和最集中的物質，因為它坍縮成一個黑洞，當兩顆中子星相撞時就會發生這種情況，”Page博士說道。

Blair表示，這些波形聽起來就像一個簡短的尖叫聲，由於其音調太高，所以目前的探測器無法聽到。

“我們的技術將使這些波形清晰可聞，並且還將揭示中子星中的中子在這種極端狀態下是否會被分裂成被稱為夸克的成分。看到核物質變成黑洞最令人興奮的是，這個過程就像創造宇宙的大爆炸的反面。觀察這種情況的發生就像觀看一部向後播放的大爆炸電影。”

Blair表示，雖然該技術並不代表改進引力波探測器的即時解決方案，但它提供了一條低成本的改進途徑。