Шаблон:Группа Квантовых и Прецизионных Измерений: различия между версиями
Перейти к навигации
Перейти к поиску
WikiSysop (обсуждение | вклад) |
WikiSysop (обсуждение | вклад) |
||
| Строка 89: | Строка 89: | ||
== Научные исследования в группе == | == Научные исследования в группе == | ||
В группе прецизионных и квантовых измерений основные направления исследований тесно связаны с национальным проектом LIGO (США), цель которого состоит в создании лазерной (L) интерферометрической (I) гравитационно-волновой (G) обсерватории (О). Проект выполняется Калифорнийским Технологическим институтом, часть задач проекта возложена на группу кафедры (договор о содружестве, включающий финансирование исследований на факультете). LIGO должна создать качественно новый канал астрофизической информации, иначе говоря - гравитационно-волновую астрономию. Одна из первых задач LIGO состоит в обнаружении всплесков гравитационных волн, порождаемых при слиянии (столкновений) двух нейтронных звезд. Гравитационная волна, достигшая Земли, должна вызвать малые колебания DL расстояния L между двумя разнесенными пробными массами (DL = | В группе прецизионных и квантовых измерений основные направления исследований тесно связаны с национальным проектом LIGO (США), цель которого состоит в создании лазерной (L) интерферометрической (I) гравитационно-волновой (G) обсерватории (О). Проект выполняется Калифорнийским Технологическим институтом, часть задач проекта возложена на группу кафедры (договор о содружестве, включающий финансирование исследований на факультете). LIGO должна создать качественно новый канал астрофизической информации, иначе говоря - гравитационно-волновую астрономию. Одна из первых задач LIGO состоит в обнаружении всплесков гравитационных волн, порождаемых при слиянии (столкновений) двух нейтронных звезд. Гравитационная волна, достигшая Земли, должна вызвать малые колебания DL расстояния L между двумя разнесенными пробными массами (DL = 10^{-16} см или меньше при расстоянии L = 4 км). В проекте пробные массы - это массивные зеркала (около 10 кг). Малые DL должны быть обнаружены высокочувствительным лазерным интерферометром. | ||
Одна из основных трудностей в этом проекте - подавление тепловых колебаний зеркал. Для этого необходимо существенно увеличить добротность подвеса зеркал (уменьшить трение). Профессору В.П.Митрофанову и н.с. К.В.Токмакову удалось разработать уникальную методику подвеса лазерного зеркала, при которой трение настолько мало, что время затухания превышает | Одна из основных трудностей в этом проекте - подавление тепловых колебаний зеркал. Для этого необходимо существенно увеличить добротность подвеса зеркал (уменьшить трение). Профессору В.П.Митрофанову и н.с. К.В.Токмакову удалось разработать уникальную методику подвеса лазерного зеркала, при которой трение настолько мало, что время затухания превышает 10^8 сек (около трех лет!) при комнатной температуре. Руководство LIGO приняло решение применить эту методику в проекте. | ||
Другая проблема состоит в том, что существуют не только равновесные (тепловые) флуктуации но и флуктуации нетеплового происхождения (вызванные перераспределением свободной энергии из одних форм в другие). Эти флуктуации также могут создать имитацию всплесков гравитационного излучения. Доценту И.А.Биленко и аспиранту А.В.Агееву удалось разработать методику качественно новых измерений, которая позволила зарегистрировать такие флуктуации, определить условия их возникновения и "окраску", с помощью которой можно будет их отделить от гравитационного сигнала. | Другая проблема состоит в том, что существуют не только равновесные (тепловые) флуктуации но и флуктуации нетеплового происхождения (вызванные перераспределением свободной энергии из одних форм в другие). Эти флуктуации также могут создать имитацию всплесков гравитационного излучения. Доценту И.А.Биленко и аспиранту А.В.Агееву удалось разработать методику качественно новых измерений, которая позволила зарегистрировать такие флуктуации, определить условия их возникновения и "окраску", с помощью которой можно будет их отделить от гравитационного сигнала. | ||
Малость величин DL на первом этапе LIGO и планируемое уменьшение DL на последующих (соответственно рост чувствительности), предопределяет необходимость вступления экспериментальной физики в принципиально новую область, в которой "поведение" больших макроскопических масс, в данном случае зеркал, будет определяться квантовыми законами, а не классическими. В частности при постоянной времени | Малость величин DL на первом этапе LIGO и планируемое уменьшение DL на последующих (соответственно рост чувствительности), предопределяет необходимость вступления экспериментальной физики в принципиально новую область, в которой "поведение" больших макроскопических масс, в данном случае зеркал, будет определяться квантовыми законами, а не классическими. В частности при постоянной времени 10^8 сек зеркало "ведет себя" как квантовый объект в течение миллисекунды. Соответственно, должны измениться и методы измерений. Так, например, при повышении чувствительности на один порядок (DL - 10^{-17} см) придется отказаться от когерентной лазерной накачки. Недавно членам группы профессорам Ф.Я.Халили и М.Л.Городецкому удалось сформулировать новый метод измерения отклика зеркал на гравитационную волну, использующий так называемые симфотонные квантовые состояния (один из видов сжатых состояний). Этот метод сулит существенное повышение чувствительности. Необходимо отметить и другой принципиально новый общий принцип квантовых измерений, найденный проф. С.П.Вятчаниным: так называемые вариационные измерения. Этот метод позволяет получить разрешение существенно лучше, чем при обычных координатных измерениях. | ||
Группа квантовых и прецизионных измерений, несмотря на всем известные трудности нашего переходного периода, развивает экспериментальные и теоретические исследования, опираясь на финансовую поддержку зарубежных и отечественных фондов. | Группа квантовых и прецизионных измерений, несмотря на всем известные трудности нашего переходного периода, развивает экспериментальные и теоретические исследования, опираясь на финансовую поддержку зарубежных и отечественных фондов. | ||
Версия 13:59, 28 октября 2009