Шведские ученые предложили простой способ обнаружения гравитационных волн — по регистрации изменения цвета фотонов. Исследование опубликовано Physical Review Letters.
Сегодня для этого используются дорогие километровые интерферометры. Исследователи выяснили, что когда возбужденный атом переходит в основное состояние, он излучает фотон с определенной частотой.
Проходящая гравитационная волна слегка меняет квантовое электромагнитное поле вокруг атома, и частота фотона получает едва заметный сдвиг. Общая яркость излучения не меняется — поэтому эффект раньше не замечали.
При этом величина сдвига зависит от направления вылета фотона. Такая «подпись» дает возможность определить, откуда пришла волна и как именно она исказила пространство-время. Это позволяет создавать компактные приборы для обнаружения низкочастотных гравитационных волн.
Современные интерферометры гравитационных обсерваторий регистрируют высокочастотные гравитационные волны от слияния небольших черных дыр и нейтронных звезд. Однако регистрация низкочастотных гравитационных волн от больших объектов затруднена.
Дело в том, что для этого требуются детекторы размером в несколько сотен километров, разместить такие установки можно только в космосе. Открытие позволит создать компактные и недорогие детекторы для наблюдения за такими событиями.
Гравитационные волны — это возмущения ткани пространства-времени. Они возникают при столкновении черных дыр или нейтронных звезд и свободно распространяются в пространстве со скоростью света.
