Posted by 100 წლის წინ, ალბერტ აინშტაინმა პირველად გამოთქვა ვარაუდი იმისა, რომ სამყაროში არსებობს სივრცე-დროის შეშფოთებები, იგივე გრავიტაციული ტალღები. მიუხედავად იმისა, რომ მათი აღმოჩენის შესაძლებლობაში აინშტაინს ეჭვი ეპარებოდა, მეცნიერებმა წინა საუკუნის 60-იანი წლებიდან სრული სერიოზულობით დაიწყეს გრავიტაციულ ტალღებზე ნადირობა. ამ ძალისხმევამ შედეგი გამოიღო და 2015 წლის 14 სექტემბერს, გრავიტაციული ტალღების დეტექტორებით LIGO და VIRGO, ის ნავარაუდევი სივრცე-დროის შეშფოთებები იქნა აღმოჩენილი. ტალღების წყარო, ჩვენიდან 1,3 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე მდებარე შავი ხვრელების შეჯახება იყო. ეს ობსერვატორიები ზემგრძნობიარე დეტექტორებით არის აღჭურვილი, აქამდე შექმნილთა შორის ყველაზე ზუსტი დეტქტორებით. რაც შეეხება პატარა დეტექტორს — თავისი პირველი 153 დღიანი მუშაობის დროს, ორი უჩვეულო სიგნალი დააფიქსირა, ისეთები, რომლებიც მის სამიზნეს, აქამდე დაურეგისტრირებელ მაღალი სიხშირის გრავიტაციულ ტალღებს ჰგავს (PHYSICAL REVIEW LETTERS).
სივრცე-დროის შეშფოთება
შეგახსენებთ, რომ გრავიტაციული ტალღების აღმოჩენა სულ რაღაც 6 წლის წინ მოხდა. მას მერე, LIGO და Virgo-მ ბევრჯერ დაგვარწმუნა, რომ სამყარო ფარული გრავიტაციული ტალღებით არის სავსე, რომლებიც შავი ხვრელებისა და ნეიტრონული ვარსკვლავების შეჯახების დროს ჩნდება.
პირველი გრვიტაციული ტალღების ზომა სამყაროს პროპორციულია. მოგვიანებით გაჩენილები კი რაოდენობით მეტია, მაგრამ სწორედ მოკლე მაღალსიხშირიან ტალღებს შეუძლიათ დიდი აფეთქებისა და სამყაროს საწყისის შესახებ მოგვითხრონ.
არც ისე შორეულ წარსულში, ასეთი ტალღების წყარო, ჰიპოთეტური ობიექტები შეიძლებოდა ყოფილიყო, როგორიც არის ბოზონური ვარსკვლავები (კოსმოსური მონსტრები) და პირველადი შავი ხვრელები (სტივენ ჰოკინგის 4 თეორია, რომლებიც ჯერ არ დადასტურებულა). მათი წარმოქმნა ბნელი მატერიის ღრუბლებსაც შეუძლია. სწორედ ამიტომ არის ასტრონომთათვის ამ სიგნალების აღმოჩენაც კიდევ უფრო საინტერესო.
მაგიდის გრავიტაციული ტალღების დეტექტორი
მკვლევართა ჯგუფის მიერ შექმნილი მაღალი სიხშირის გრავ. ტალღების დეტექტორი, მოცულობითი აკუსტიკური ტალღების კვარცის რეზონატორს წარმოადგენს (BAW).
მოწყობილობის მთავარი ელემენტია კვარცის კრისტალის ძალიან თხელი ფირფიტა, რომელიც მაღალი სიხშირის აკუსტიკური ტალღების ზემოქმედებით ირხევა. ეს რხევები ფირფიტაში ელექტრულ დენს აღძრავს, რომელიც ფირფიტის ორივე მხარეს დატანილ ლითონის ელექტროდებში გადადის.
BAW დაკავშირებულია ზეგამტარ კვანტურ ინტენფერენციულ მოწყობილობასთან, სახელად SQUID, რომელიც კვარცის ფირფიტაზე ინდუცირებული სუსტი დენის უკიდურესად მგრძნობიარე გამაძლიერებელია. ყველაფერი ეს, ფონური რადიაციისგან და ელექტრომაგნიტური ველებისგან დამცავ რამდენიმე ეკრანშია მოთავსებული, გაცივებული ძალიან დაბალ ტემპერატურამდე, რათა SQUID-მა კვარცის ფირფიტის უსუსტესი აკუსტიკური რხევები, საჭირო ძაბვის მქონე სიგნალად გარდაქმნას. მთელი კონსტრუქცია, ასევე, გამოსხივებისგან დაცულ ვაკუუმიან კამერაშია მოთავსებული, გარე ხარვეზებისგან მაქსიმალურად დასაცავად. საეჭვო სიგნალები 2019 წლის 12 მაისსა და 2019 წლის 27 ნოემბერს იქნა შემჩნეული. ახლა, მეცნიერები სიგნალის ბუნების დადგენაზე მუშაობენ, რომელიც პოტენციურად ადასტურებს მაღალი სიხშირის გრავიტაციული ტალღების აღმოჩენის სისწორეს.
მაღალი სიხშირის გრავიტაციული ტალღები და სხვა აღმოჩენები
ამჟამად, მსოფლიოში ამ სიხშირეებზე გრავიტაციული ტალღების მაძიებელი მხოლოდ ორი ჯგუფი მუშაობს, რომლებიც დაფარვის ზონის გაფართოებას გეგმავენ, კიდევ უფრო მაღალ სიხშირეებზე, რომლებზეც კვლევები ჯერ საერთოდ არ ჩატარებულა.
აღსანიშნავია, რომ იგეგმება დეტექტორის კლონირება, ასევე, მიუნების დეტექტორის შექმნაც, რომელიც ამ კოსმოსური ნაწილაკების მიმართ იქნება ძალიან მგრძნობიარე (მიუონის ანომალიური მაგნიტური მომენტი) (გრავიტაციული ტალღების აღმოჩენის მნიშვნელობა ყველასათვის გასაგებ ენაზე).