據(jù)外媒報道，澳大利亞研究理事會(ARC)暗物質(zhì)粒子物理卓越中心(CDM)和西澳大學(xué)的研究人員建造了一個突破性的探測器，旨在利用石英來捕捉高頻引力波。在其運行的前 153 天，該探測器檢測到兩個事件，原則上可能是高頻引力波，而科學(xué)家之前沒有記錄過此類事件。這種高頻引力波可能是由原始黑洞或暗物質(zhì)粒子云產(chǎn)生的。

　　這一結(jié)果本月發(fā)表在美國物理學(xué)會《 APS Physics》雜志上，文章標(biāo)題為"用體聲波高頻引力波天線探測到的罕見事件"。

　　引力波最初是由阿爾伯特-愛因斯坦預(yù)言的，他的理論是天文物體的運動可能導(dǎo)致時空曲率波在宇宙中蕩漾，幾乎就像石頭掉進(jìn)一個平坦的池塘所引起的波浪。這一預(yù)測在 2015 年被首次探測到的引力波信號所證明?？茖W(xué)家們認(rèn)為，低頻引力波是由兩個黑洞旋轉(zhuǎn)并相互融合或一個恒星消失在黑洞中造成的。

　　從那時起，引力波研究的新時代已經(jīng)開始，但目前這一代主動式探測器的特點是只對低頻信號有很強的敏感性;對高頻引力波的探測仍然是天文學(xué)中一個未被探索的、極具挑戰(zhàn)性的前沿。盡管大部分注意力都集中在低頻引力波上，但也有大量關(guān)于高頻引力波來源的理論建議，例如原初黑洞。

　　由 CDM 研究小組設(shè)計的用于接收高頻引力波的新探測器是圍繞一個石英晶體體聲波諧振器(BAW)建立的。該裝置的核心是一個石英晶體盤，由于聲波穿過其厚度，它能以高頻率振動。然后這些波在設(shè)備上誘發(fā)電荷，可以通過在石英盤的外表面放置導(dǎo)電板來檢測。

　　BAW 裝置被連接到一個被稱為 SQUID 的超導(dǎo)量子干涉裝置上，該裝置對來自石英 BAW 的低電壓信號起著極其敏感的放大器作用。這個組件被放置在多個輻射防護(hù)罩中，以保護(hù)其不受雜散電磁場的影響，并被冷卻到低溫，以便在 SQUID 放大器的幫助下將石英晶體的低能量聲波振動檢測為大電壓。

　　該團隊包括 Maxim Goryachev 博士、 Michael Tobar 教授、William Campbell、Ik Siong Heng、Serge Galliou 和 Eugene Ivanov 教授，現(xiàn)在他們將致力于確定該信號的性質(zhì)，有可能確認(rèn)對高頻引力波的探測。

　　Tobar 教授說，引力波只是被探測到的一個可能的候選者，但對這一結(jié)果的其他解釋可能是電荷粒子的存在或機械應(yīng)力的積累、流星事件或內(nèi)部原子過程。它也可能是由于一個質(zhì)量非常高的暗物質(zhì)候選者與探測器相互作用。

　　“令人激動的是，這一事件表明新的探測器是敏感的，并給我們帶來了結(jié)果，但現(xiàn)在我們必須確定這些結(jié)果到底意味著什么，” Tobar 教授說。

　　“通過這項工作，我們首次證明了這些設(shè)備可以作為高度敏感的引力波探測器使用。”

　　“這個實驗是目前世界上僅有的兩個在這些頻率下搜索高頻引力波的實驗之一，我們有計劃將我們的觸角延伸到更高的頻率，之前沒有其他實驗關(guān)注過這些頻率。”

　　“這項技術(shù)的發(fā)展有可能提供對這些高頻引力波的首次探測，使我們對引力波天文學(xué)的這一領(lǐng)域有新的認(rèn)識。”

　　“下一代的實驗將涉及建立一個克隆的探測器和一個對宇宙粒子敏感的μ子探測器。如果兩個探測器發(fā)現(xiàn)引力波的存在，那將是非常令人興奮的。”
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