Fizycy jednak tak łatwo się nie poddają. Skoro udało im się stworzyć taki cud techniki, jak interferometr LIGO, to powinno dać się także poszerzyć jego zakres czułości. Na przestrzeni ostatnich lat naukowcy opracowali technikę “ściskania” światła w ramionach interferometru, dzięki czemu pomiary umożliwiły przekroczenie tzw. bariery kwantowej.
Naukowcy prowadzący obserwacje za pomocą detektora wskazują, że ta drobna zmiana otwiera przed nimi zupełnie nowe możliwości obserwowania energetycznych zdarzeń we wszechświecie. W stosunku do wcześniejszych obserwacji teraz detektor fal grawitacyjnych będzie w stanie dostrzegać aż 60 procent więcej procesów łączenia się czarnych dziur i gwiazd neutronowych niż wcześniej. Możemy się zatem spodziewać nawet trzech takich detekcji tygodniowo w trakcie sesji obserwacyjnych.
Czytaj także: Fale grawitacyjne kluczem do rozwikłania zagadek Wszechświata
W dużym uproszczeniu interferometr LIGO składa się z dwóch tuneli o długości czterech kilometrów, na końcach których umieszczone są zwierciadła, od których odbijają się wiązka laserowa. W normalnej sytuacji fale promieniowania wracając do wspólnego punktu w punkcie łączenia dwóch ramion, nakładają się na siebie w ten sam sposób. Jeżeli jednak przez Ziemię przechodzi fala grawitacyjna, która ściska i rozciąga czasoprzestrzeń, ze względu na niewiarygodnie małą zmianę długości jednego z ramion dochodzi do zmiany synchronizacji obu wiązek. Czułość instrumentu była na tyle wysoka, że naukowcy pracowali już w rzeczywistości, na którą mierzalny wpływ miały efekty kwantowe. Mówimy zatem o zmianach długości ramienia detektora o wartość porównywalną z bilionową częścią grubości ludzkiego włosa.
Kiedy z poziomem dokładności schodzimy do skali subatomowej, obserwacje stają się trudniejsze. W tej rzeczywistości mamy bowiem do czynienia z pojawiającymi się znikąd i zaraz potem znikającymi cząstkami. Cały ten ruch stanowi pewien kwantowy szum, który skutecznie rozmywa wszystkie sygnały, które LIGO mógłby teoretycznie wykryć.
Wszystko wskazuje jednak na to, że naukowcom udało się opracować sposób wzmacniania sygnału tak, aby był on wykrywalny nad szumem kwantowym. Choć od strony teoretycznej i matematycznej pomysł ten był opracowany już jakiś czas temu, to jak dotąd nie było wiadomo, czy uda się go zrealizować w praktyce.
Czytaj także: Wykryto fale grawitacyjne, które mogą pochodzić z początków Wszechświata
Cały pomysł bazuje na kryształach, które zamieniają pojedyncze fotony poruszające się w próżniowych tunelach detektora LIGO w dwa splątane ze sobą fotony o niższej energii. Takie fotony następnie wchodzą w interakcje z wiązką laserową odbijającą się między zwierciadłami na końcach tuneli i ściskają jej częstotliwość w odpowiedni sposób.
Takie ściskanie odbywa się naprzemiennie tak, aby wzmocnić zarówno wyższe, jak i niższe częstotliwości. Eksperyment ten odbywa się już od maja, kiedy rozpoczęła się obecnie trwająca kampania obserwacyjna.Wkrótce podobne rozwiązanie zostanie zastosowane także na detektorze Virgo we Włoszech.
Naukowcy przyznają jednak, że to wcale nie musi być koniec. Już teraz trwają prace nad dalszym zwiększaniem czułości detektora.
