Австралийские физики изготовили покрытия для светоделителей LIGO
Учёные Австралийского национального университета (ANU) завершили трёхлетнюю работу над оптическими покрытиями для двух светоделителей обсерватории LIGO. Эти элементы предназначены для модернизации детекторов гравитационных волн. Их задача — точно разделять лазерный луч и сводить к минимуму нежелательные отражения, которые мешают измерениям.
Каждый светоделитель представляет собой стеклянный диск диаметром 45 сантиметров и массой более 20 килограммов. На одной его стороне покрытие делит луч на две равные части. На другой нанесён слой с очень низкой отражательной способностью. По данным ANU, он подавляет отражение более чем в тысячу раз эффективнее обычного покрытия очковых линз.
Почему важна равномерность покрытия
LIGO ищет едва заметные изменения расстояний, возникающие при прохождении гравитационных волн. Для этого лазерные лучи направляют по двум плечам интерферометра, а затем сравнивают. Если оптические элементы вносят собственные искажения, слабый сигнал труднее отделить от помех.
Покрытие должно оставаться почти одинаковым по толщине на всей большой поверхности диска. Исследователи добились равномерности с отклонением всего в один-два нанометра. Такая точность требует контроля не только процесса нанесения слоя, но и чистоты помещения, измерительных приборов и обращения с готовым стеклом.
Для работы с компонентами команда разработала восемь автоматизированных систем. Они помогают очищать, измерять и перемещать детали без прямого контакта человека с поверхностью. Изготовление проходило в чистой комнате ANU, сопоставимой по требованиям к чистоте с помещениями для производства передовой электроники.
Что даст модернизация
Новые светоделители должны помочь снизить оптические помехи в LIGO. Ожидается, что после модернизации детекторы смогут увереннее регистрировать слабые сигналы, в том числе от более далёких слияний чёрных дыр и нейтронных звёзд. Пока речь идёт об изготовленных компонентах и ожидаемом эффекте обновления: сам по себе выпуск покрытий не означает, что улучшенная чувствительность уже достигнута в наблюдениях.
Читайте также: Новые детекторы гравитационных волн смогут увидеть первые чёрные дыры.
Австралийский вклад в проект координируется через исследовательское объединение OzGrav. По сообщению университета, ANU входит в число двух групп в мире, способных производить покрытия с точностью, необходимой для этих светоделителей. Работа показывает, насколько важным для современной астрономии стало производство отдельных деталей: при поиске гравитационных волн качество стеклянного диска может влиять на то, какие события удастся заметить.
