由- K技术2023年3月8日路易斯·卡斯特尔看过的
引力波探测和测量需要使用极其敏感的仪器。
激光干涉法是在1970年代由美国物理学家Rainer维斯。这种技术使用激光探测引力波。广泛的研究在最近几十年已经产生了非常先进的干涉技术,给科学家们之前观察的工具难以捉摸的现象。
图片来源:爱因斯坦研究所汉诺威
用激光干涉法我们可以从宇宙空间检索信息,否则无法访问,我们可以回头看得更远。
哈拉尔德博士运气,马克斯普朗克研究所引力物理学、德国汉诺威。
运气博士的部门运作GEO600引力波探测器与来自英国和莱布尼兹汉诺威大学的同事。由马克斯·普朗克社会和科学与技术设施委员会,这个项目是一个地面干涉重力波探测器。欧洲杯线上买球
汉诺威附近,该项目使用激光干涉仪直接探测引力波。
GEO600的科学家们提供了创新、尖端研究领域的干涉和interferometry-related技术,包括激光等领域稳定、控制工程、absorption-free光学、减振、数据采集和处理。
GEO600的中央创新项目是使用压缩激光提高探测器的灵敏度。事实上,它是第一个引力波探测器利用这项技术。
图片来源:爱因斯坦研究所汉诺威
“GEO600也是第一次重力波探测器,使用挤压激光提高敏感性,”运气博士说。
“压缩态的高利息,因为他们表现出挤压不确定性可以用来提高测量仪器的灵敏度,超越通常的量子噪声极限。”
“光的量子性质影响的频率,但在大约1000到4000赫兹,信号从超新星和中子星诞生的预计在这些更高频率——量子噪声占主导地位。因此,它是在高频率,我们目前最受益于挤压。”
“单光子探测器以不均匀的速度,”运气来解释。“由于量子涨落,这些光子将显示为一个波动的背景信号,可以完全掩盖了预期短引力波信号从事件本身。”
“地理科学家设法抑制不需要的信号噪声,通过操纵汇率的波动,产生压缩光。LIGO和处女座现在使用压缩光。处女座使用挤压光源由GEO建造和运营,而LIGO使用压缩光自己的设计,“博士说运气
LIGO更加敏感的探测器是基于多种技术在GEO600开发和测试。
屏蔽光学从地面振动
多种类型的地震振动或环境干扰,如温度和气压波动,会阻碍信号检测,从而掩盖了潜在的信号完全。设计设备,防止在重力2020欧洲杯下注官网波干涉这个问题是一个重大挑战。
“所有的引力波探测器的中心元素是镜子,“运气博士说。“GEO600镜子,用于直接激光光束,重约6公斤。这些镜子悬浮三重钟摆,所以他们从各种干扰分离。”
石英玻璃制成的“瘦线程-熔融石英纤维直接结合到镜子和第二个钟摆质量,这意味着没有摩擦的接触。这增加的总体敏感性GEO600通过减少机械损失。”
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整个组装封闭在一个真空室。设备包括2020欧洲杯下注官网一个检测台,模式匹配的光学,输出模式更清洁、法拉第隔离器,光电二极管坐落在案板上。这个坐落在三个negative-stiffness振动光电隔离器,隔离整个系统从地面运动。
选择合适的隔振器技术中主要关注GEO600引力波探测器的设计。低频范围测量低于100赫兹特别容易受到地震扰动。
“我们选择Negative-Stiffness振动器,因为他们非常简单易用,紧凑,和操作而不需要压缩空气或电子布线,”运气博士解释道。“在真空中我们尽量减少连接电缆组件。”
“这些光电隔离器不仅是更多的真空兼容,他们更可靠的比空气表或活动系统。他们与外界隔离很好。”
Negative-Stiffness隔振
Negative-Stiffness隔振技术是由- K技术。这些类型的振动器紧凑,不需要电和压缩空气,使敏感仪器位于世界上任何实验室或生产设施。
没有马达,泵,或室用于这些光电隔离器,他们在一个纯粹的被动机械模式。这意味着,不需要维护,没有零件磨损。
Negative-Stiffness光电隔离器有一个巨大的优势:他们可以达到一个高水平的隔离在多个方向。这些光电隔离器可调,可以量身定做的共振频率0.5赫兹横向或纵向。一些版本可以实现横向共振频率调整到1.5赫兹。
隔离系统0.5赫兹固有频率,隔离始于0.7赫兹与振动频率增加和提高。固有频率更常用来描述系统的性能。
Negative-Stiffness振动隔离器是如何工作的
垂直运动隔离提供了一个硬弹簧支持重量负荷,再加上Negative-Stiffness机制。
净垂直刚度是由低而不影响弹簧的静态承载能力。梁柱连接提供水平运动与垂直运动系列隔离器隔离。梁柱的表现就像一个弹簧加上negative-stiffness机制。
结果是一个紧凑的被动隔离器能够垂直和水平低的固有频率,内部结构频率高。
David Platus博士的发明者Negative-Stiffness光电隔离器,总裁和创始人- K技术。
Negative-Stiffness光电隔离器提供高性能,可以衡量一个传递率曲线。振动传递率是一个衡量的振动通过隔离器相对于输入振动传播。
Negative-Stiffness光电隔离器,当调整到0.5赫兹,达到大约93%隔离效率2赫兹,99%在5赫兹,99.7%在10赫兹。
“一个问题是与我们的系统,我们使用的抑制共振,”运气博士补充说。“这里,Negative-Stiffness光电隔离器通常被认为是一个劣势变成优势。”
“如果你构建一个低频悬架系统然后你通常发现机械Q值下降,损耗上升。我认为这是什么- K光电隔离器使用保持谐振峰值足够低,这是一个整洁的使用这种表面上的劣势转化为优势。”
这些信息已经采购,审核并改编自- K提供的材料技术。欧洲杯足球竞彩
在这个来源的更多信息,请访问- K技术。