Хорошо, когда нам простыми словами объясняют сложные вещи, правда? Особенно когда речь про такие неочевидные эффекты как квантовая запутанность, суперпозиция и прочее квантовое. А как здорово, когда квантовый эффект можно увидеть своими глазами! Нам всего-то нужны три простые советские поляризующие пластинки...
Физик
Путеводитель по гравитационным волнам
Согласно Эйнштейну, гравитация не является силой в пространстве, а проявлением кривизны пространства-времени. Массивные тела, такие как звезды, планеты и черные дыры, изгибают пространство-время по-разному, притягивая друг друга – и это взаимодействие мы называем гравитацией. Известная цитата Джона Уилера кратко это подводит: “Пространство-время говорит материи, как двигаться, материя говорит пространству-времени, как изгибаться.”
Пространству-времени разрешается растягиваться, сжиматься и крутиться. Гравитационные волны – это волны в пространстве-времени, которые, как предсказывает общая теория относительности, излучаются, когда массивные тела двигаются ассиметричным образом.
В этом путеводители мы разберемся, что такое гравитационные волны, откуда они берутся и как их регистрировать.
Прим. пер. Обложка из видео https://www.youtube.com/watch?v=4GbWfNHtHRg, тоже советую!
Светим лазером сквозь стену, чтобы поймать темную материю
Я беру лазер и свечу им на толстую непрозрачную стену. Фотодиод с другой стороны вдруг начинает принимать фотоны. “Чтооооааа?! Что за колдунство?!“ - спросите вы. "Наука!" - отвечу вам я. “Но зачем?” - спросите вы. “Потому что можем!” - скажу я.
Звучит фантастично, но именно такой эксперимент (light-through-the-wall) под названием ALPS делают в Гамбурге. Цель его - поймать аксионы, частицы темной материи. В этом посте я напомню, почему темную материю надо ловить, какой эксперимент строят в Гамбурге и какие сложности приходится преодолевать.
Как мы используем квантовый свет для измерения осцилляторов при -250°С
Квантовые технологии помогают нам в самых разных областях. Например, когда нам нужно измерить очень слабый сигнал, а квантовые шумы в системе очень мешают. Это традиционная проблема, например, в гравитационно-волновых детекторах, в которых квантовые флуктуации в амплитуде и фазе лазера, используемого для измерения положения зеркал, мешают наблюдению гравитационных волн. Я об этом рассказывал в своей статье про детектор Einstein Telescope, который появится в Европе в недалеком будущем.
У нас в эксперименте получился маленький прототип этого детектора. Наша статья об этом эксперименте была опубликована в Physical Review Letters,
а препринт тут: Squeezed-light interferometry on a cryogenically-cooled micro-mechanical membrane.
Насколько запутанна квантовая система? Ответ может быть невычислим
Фраза «I shit bricks» в статье от Nature — бесценно. Да, это настолько неожиданный результат, что Nature позволяет себе вольности. (от переводчика)
Квантовая запутанность находится в сердце нового математического доказательства.Credit: Victor De Schwanberg/Science Photo Library
Как я публиковал научную статью в Nature
Как баг превратился в фичу, о научном прогрессе и всех приключениях в попытках опубликоваться в Nature. Спойлер: почти получилось.
Превосходный FAQ о квантовом превосходстве от Скотта Ааронсона
Назад в будущее? Квантовый ластик с отложенным выбором
Как квантовая запутанность поможет в детектировании гравитационных волн
UPD статья опубликована в Nature Photonics.
Квантовая информация в квантовом сознании
Credit: dailygalaxy.com
Многомировая интерпретация квантовой механики
Наверняка большинство из вас нет-нет да и встречало в научно-популярной литературе упоминания о "многомировой интерпретации" квантовой механики (ММИ). Ее любят помянуть и в комментариях на Хабре, однако зачастую в неверном ключе или с серьезными неточностями.
Попробуем разобраться, что же к чему в ММИ.
Einstein Telescope: детектор гравитационных волн нового поколения
Einstein Telescope концепт-арт, credit: www.gwoptics.org
Детектор AdvancedLIGO только-только начал работать пару лет назад, и даже еще не достиг запланированной чувствительности. Однако ученым очевидно, что чувствительности LIGO будет недостаточно для настоящей гравитационно-волновой астрономии.
Я расскажу о том, что ограничивает LIGO, и как подземный криогенный детектор в 2,5 раза длиннее LIGO сможет обойти эти ограничения.
Как LIGO может увидеть гравитационные волны, если в ОТО свет растягивается вместе с пространством?
Как же LIGO может регистрировать гравитационные волны, если они растягивают свет вместе с пространством между зеркалами?
Image credit: www.ligo.caltech.edu
Этот вопрос непременно возникает, когда заходит разговор о детектировании гравитационных волн (ГВ). Обычно аргумент приводят такой: мы знаем, что есть гравитационное красное смещение, т.е. гравитация растягивает длины волн. Разумно предположить, что в LIGO свет тоже будет растягиваться, и длины волн, которые мы используем как «линейку» для измерения расстояния между зеркалами, растянутся в той же мере, что и само расстояние. Как же можно тогда пользоваться интерферометром для измерения гравитационных волн?
Представим возможные ответы на него:
- ГВ не влияют на свет, так что вопрос не имеет смысла.
- ГВ растягивают длину волны света, но очень слабо, так что мы не замечаем.
- Это не имеет значения, принцип детектирования не чувствителен к длине волны.
- Детекторы на самом деле и не работают.
Излучение Хокинга возникает не на горизонте событий черных дыр
«Краткая история времени» Стивена Хокинга была одна из первых научно-популярных книг, прочитанных мною, и я ее возненавидела. Возненавидела, потому что не понимала. Фрустрация от этой книги стала одной из основных причин, почему я стала физиком — ну, по крайней мере, я знаю, кого винить в этом.
Впервые зарегистрированы гравитационные волны от слияния нейтронных звезд — и свет от них
Иллюстрация столкновения нейтронных звезд. Узкий выброс по диагонали — поток гамма-лучей. Светящееся облако вокруг звезд — источник видимого света, который наблюдали телескопы после слияния. Credit: NSF/LIGO/Sonoma State University/Aurore Simonnet
Нейтронные звезды, самые маленькие и плотные из всех звезд, образуются при взрыве сверхновой. Когда две нейтронные звезды образуются в паре, они вращаются друг вокруг друга, и постепенно теряют энергию, сближаясь и излучая гравитационные волны, пока наконец не сталкиваются. Такое столкновение и наблюдали телескопы LIGO, а через две секунды после — гамма-вслеск достиг космического телескопа Ферми, и в последующие дни и недели астрономы могли наблюдать событие в других электромагнитных диапазонах.
Впервые гравитационные волны были зарегистрированы два года назад — от слияния черных дыр. С тех пор еще три сигнала от черных дыр были приняты детекторами, последний — всего за три дня до этого события.
Под катом — о сигнале и открытиях, с ним связанных: точной оценке на скорость гравитационных волн, независимой оценке на постоянную Хаббла и новых данных по физике нейтронных звезд.
UPD Краткое изложение главной статьи о детектировании ГВ на русском — здесь.
Гравитационные волны пойманы в четвертый раз: как помог новый детектор Advanced Virgo
Оценка расположения всех зарегистированных источников гравитационных волн. GW170814 определен с гораздо большей точностью за счет использования данных с трех детекторов.
В третий раз зарегистрированы гравитационные волны: что мы можем узнать о Вселенной?
На заре гравитационно-волновой астрономии: второе наблюдение слияния черных дыр
Впервые зарегистрированы гравитационные волны: теперь официально
UPD Запись пресс-конференции — историческое видео теперь. Кстати, отлично объясняю, что к чему. Еще добавил в конец статьи больше ссылок на материалы.
Image Credit: Bohn, Throwe, Hébert, Henriksson, Bunandar, Taylor, Scheel (see www.black-holes.org/lensing)
14 сентября 2015 год в 09:50:45 UTC два детектора LIGO (расположенные в США) одновременно наблюдали гравитационно-волновой сигнал GW150914. Сигнал с возрастающей частотой от 35 Гц до 250 Гц и амплитудой деформации метрики в 1x10-21. Сигнал соответствует предсказаниям Общей Теории Относительности (ОТО) для слияния двух черных дыр массами 36 и 29 солнечной.
Что еще интереснее, это открытие впервые позволяет с уверенностью сказать о существовании систем черных дыр, и характеризовать динамику системы черных дыр с позиций ОТО.
Результаты исследования опубликованы сегодня в Physical Review Letters.
Официальная пресс-конференция о детекторах гравитационных волн: ответы на все ваши вопросы в этот четверг
На официальной странице коллаборации появилось сообщение с подробностями о грядущем сообщении. Планируется также прямая трансляция в Youtube, и в Google Hangouts, где можно будет задать любые вопросы ученым и получить подробные ответы.
Information
- Rating
- Does not participate
- Location
- Hamburg, Hamburg, Германия
- Date of birth
- Registered
- Activity