Los físicos han desarrollado con éxito un nuevo instrumento que reduce significativamente el ruido de nivel cuántico que hasta ahora ha limitado la capacidad de los experimentos para detectar ondas gravitacionales. Se cree que las colisiones entre agujeros negros masivos y estrellas generan estas ondas en el espacio-tiempo que se detectaron por primera vez en 2015. En total, alrededor de 11 detecciones se han confirmado completamente hasta ahora.

El dispositivo marca una mejora importante para el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser, o LIGO, aumentando su rango de detección en un 15%. Dado que el cielo es una esfera, los científicos esperan poder detectar aproximadamente un 50% más de ondas gravitacionales. Ahora predicen que detectarán docenas de estos eventos raramente detectados durante el experimento en curso de LIGO hasta abril de 2020. lo que podría transformar su comprensión de los fenómenos. La colaboración publicó sus hallazgos hoy en la revista. Cartas de revisión física .

"Este es realmente el punto de inflexión, porque ahora realmente podemos hacer estadísticas "con todas estas detecciones, dijo Lisa Barsotti, un astrofísico del MIT y uno de los científicos que lideran el esfuerzo. "Es por eso que se está convirtiendo en una nueva era en la astronomía de ondas gravitacionales".

Los detectores de LIGO en Hanford, Washington y Livingston, Louisiana revela una onda gravitacional entrante utilizando interferómetros gigantes. Estos involucran láseres que rebotan en los espejos y viajan a lo largo de dos brazos en forma de L de 4 kilómetros de longitud. Una onda gravitacional tensiona los brazos de modo que el par de rayos láser se desfasa.

Pero la capacidad de los físicos para detectar una señal tan pequeña está limitada por un ruido cuántico aparentemente insuperable. debido a fluctuaciones aleatorias que modulan ligeramente el tiempo de llegada de los fotones, los bits cuánticos más pequeños de luz láser. Para remediar eso, Barsotti y sus colegas usan un exprimidor cuántico, “Un cristal en la cavidad de los brazos del interferómetro que manipula las interacciones entre el láser y el vacío cuántico y produce fluctuaciones más pequeñas entre los fotones.

El logro reunió experiencia en física cuántica y astrofísica y permite detecciones más sensibles de agujeros negros y estrellas de neutrones extremadamente densas a medida que chocan entre sí. Otros objetos en colisión, como explosiones de supernovas y estrellas más típicas, crear ondas gravitacionales que aún son demasiado pequeñas para detectarlas con las tecnologías actuales.

Los homólogos europeos de LIGO en Advanced Virgo también están probando dispositivos similares de compresión cuántica. utilizando detectores construidos en el norte de Italia. Barsotti predice que la luz cuántica exprimida se convertirá en el estándar para todos los detectores de próxima generación, como el Explorador Cósmico propuesto, que tendría brazos extendidos 40 kilómetros en el suelo, aumentando aún más su sensibilidad.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Inside Science. Lea la historia original aquí. Usado con permiso. Inside Science es un servicio de noticias editorialmente independiente del Instituto Americano de Física.