倫敦大學學院(UCL)領導的一項新研究表明，可以用微小的鉆石晶體制作一種非常靈敏的小型重力探測器，用它能夠測量出引力波。這種基于量子技術的探測儀，僅為目前使用的引力波探測器的1/4000，可以探測到中頻引力波。此研究成果發表在7月1日出版的《新物理雜志》上。
引力波是由大質量物體的某些運動在時空中產生的漣漪，研究引力波可以讓我們探測到宇宙中發生的某些事件，這些事件往往只留下極少可見光，或完全沒有可見光，如黑洞碰撞。2015年，激光干涉引力波天文臺(LIGO)和處女座合作項目的科學家通過4公里長的光學干涉儀，首次直接觀測到13億年前兩個特大質量黑洞碰撞時發出的引力波，該事件曾導致地球時空的波動。
為使引力波探測儀更加精準，方便使用，來自UCL、格羅寧根大學和華威大學的研究人員試圖利用最先進的量子技術和實驗技術，建造一個能夠同時測量和比較兩個地點重力強度的探測器。具體方法是使用10-14克的納米級鉆石晶體，利用斯特恩—格拉赫干涉術，將晶體置于量子空間疊加中。空間疊加是一種量子態，晶體同時存在于兩個不同的位置。量子力學表明，一個物體無論多大，都可以同時在兩個不同的地方離域。
研究人員認為，使用疊加原理的量子引力傳感器已經存在。這些傳感器可用于測量牛頓引力，并制造出極其精確的測量設備。“我們發現，與LIGO相比，我們的探測器可以探測不同頻率范圍的引力波。這些頻率可能只有在太空中建造大型探測器，基線大小為數十萬公里時才能得到。”
研究人員表示，制造這種探測器已經沒有任何技術障礙，世界許多實驗室均具有制造這種探測器的技術要素：所需要的力、真空質量及晶體疊加方法等。困難在于如何將它們組合在一起，并確保重疊的部分完好無損。該團隊計劃與實驗人員合作，制作出該設備的原型。(記者田學科)
關鍵詞： 引力波探測器
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