天體物理學家發現新的重力波探測方法探索宇宙最深處的奧秘
研究人員發現了一種創新的重力波探測方法,利用天文望遠鏡將重力波轉化為行星磁層內的電磁訊號,從而促進對宇宙早期階段和宇宙現象的研究。科學家提出了一種突破性的探測高頻重力波(HFGWs)的方法。
科大物理系劉教授團隊提出的突破性概念,可讓地球磁層中的單一天文望遠鏡成為全球暖化訊號的探測器。資料來源:香港科技大學
在香港科技大學物理系副教授劉濤教授的領導下,研究小組的創新方法可以利用行星磁層中現有的、技術上可行的天文望遠鏡成功探測高頻重力波。這將為以有效和技術可行的方式研究早期宇宙和劇烈宇宙事件開闢新的可能性。
重力波(GW)由各種天文現象產生,如早期宇宙的相變和原始黑洞的碰撞。然而,重力波的影響極為微弱,目前只能透過干涉測量法在相對較低的頻段發現重力波。因此,利用全球升溫潛勢值觀測宇宙面臨巨大的技術挑戰,特別是在探測一千赫以上的高頻段時,干涉測量法的使用受到很大限制。
為了解決這個難題,劉濤教授和他的博士後研究員張晨博士與中國科學院高能物理研究所的任靜研究員合作,在最近的研究中取得了重大突破。這項研究利用了一個有趣的物理效應:駐留在磁場中的全球瓦可以轉化為潛在的可偵測電磁波。透過利用行星磁層內的延伸路徑,轉換效率得以提高,產生更多的電磁波訊號。對於具有寬視野的望遠鏡來說,由於這種行星實驗室內的訊號通量具有廣泛的角度分佈,因此探測能力可以進一步提高。
這種創新方法可使單一天文望遠鏡充當全球暖化訊號的探測器。透過組合多個望遠鏡,可以實現高頻全球暖化頻率的廣泛覆蓋,從兆赫茲到1028赫茲不等。這個頻率範圍相當於天文觀測中使用的電磁波譜,其中很大一部分是以前在探測GW 時從未探索過的。這項研究對低地球軌道衛星探測器和木星磁層內正在進行的任務的靈敏度進行了初步評估。
這項研究發表在今年3 月的《物理評論快報》上,隨後,《自然- 天文學》在5 月發表了一篇題為”行星大小的實驗室提供了宇宙學見解”的文章,重點介紹了這項研究。這強調了這項研究在為未來新型全球暖化探測技術研究鋪路的重要意義。
編譯來源:ScitechDaily