لقد أعد العلماء دليلاً تصوريًا لليزر جديد حساس ذي وضع عادي لنظام التذبذب، و1000 مرة ضعف الحساسية والدقة.

بعد ترجمة هذا العمل لأجهزة كشف موجة الجاذبية، سوف يقدم دقة غير مسبوقة تحتاج إلى اختبار الحدود الأساسية للنسبية العامة، والبحث عن التصميمات الداخلية للنجوم النيوترونية.

لقد قاد علماء موجة الجاذبية من جامعة غرب أستراليا (UWA) تطوير تصميم ليزر جديد حساس بدقة غير مسبوقة، والتي تُستخدم لكي تبحث عن التصميمات الداخلية للنجوم النيوترونية، وتختبر الحدود الأساسية للنسبية العامة.

تتكون موجات الجاذبية “تموجات كونية” في زمن الفضاء، من خلال أكثر العمليات الكونية شدة وطاقة، مثل النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء التي تدور حول كلٍ منهم، وتقود إلى تصادم الثقوب السوداء، ” انفجار سوبرنوفا” وتصادم نجوم النيوترون.

من خلال بحث مشترك من مركز التميز بجامعة غرب أستراليا، لاكتشاف موجة الجاذبية (Ozgrav-UWA)، قال الدكتور آرون جونس: “نظمت جامعة غرب أستراليا تعاونًا عالميًا عبر فريق مكون من خبراء في موجة الجاذبية والسطح الخارق والضوئيات، لكي يديروا طريقة جديدة لقياس مكونات الضوء التي تسمى الوضع العادي لنظام التذبذب  “eigenmodes”.

قال الدكتور جونس: “تقوم أجهزة كشف موجة الجاذبية مثل LIGO ،Virgo ،KAGRA، بتخزين كمية هائلة من الطاقة الضوئية، واستخدام أزواج عديدة من المرايا لزيادة كمية ضوء الليزر المخزّن على طول الأذرعة الضخمة من الكاشف”.

ويتابع قائلاً: “ومع ذلك كل هذه الأزواج لديها تشوهات صغيرة تشتت الضوء بعيدًا عن الشكل المثالي لشعاع الليزر، والذي يمكنه أن يسبب ضوضاء زائدة في أجهزة الكشف، ويحد الحساسية، ويتسبب في إغلاق أجهزة الكشف”.  وأضاف: ” لذا، نود اختبار فكرة تسمح لنا بتكبير شعاع الليزر، والبحث عن “ذبذبات” صغيرة في الطاقة، يمكنها أن تحد من حساسية أجهزة الكشف”.

ويصادف نظام الاتصالات مشكلة مشابهة، حيث يبحث العلماء عن وسائل لكي يستخدموا الأوضاع العادية لنظام التذبذب المضاعف، لكي ينقلوا بيانات أكثر أسفل الألياف الضوئية”.

كما قال الدكتور جونس: ” لقد طور علماء الاتصالات وسيلة لقياس الوضع العادي لنظام التذبذب باستخدام جهاز بسيط، ولكنه ليس حساسًا كفاية بالنسبة لنا. لذا، لدينا فكرة لاستخدام السطح الخارق، وهو سطح رقيق للغاية مدعوم بنمط خاص مشفر، في حجم طول الموجة الفرعية، والتواصل مع المتعاونين الذين بإمكانهم مساعدتنا لصنع النموذج”.

دليل إنشاء التصور الذي طوره الفريق، كان أكثر من ألف مرة ضعف الجاذبية عن الجهاز الطبيعي الذي طوره علماء الاتصالات، وسوف يلجأ الباحثون الآن لترجمة هذا العمل لأجهزة كشف موجة الجاذبية.

وتعد موجات الجاذبية تشوهات في الزمن الفضائي (الوقت المتعلق بالنظرية النسبية العامة والخاصة) التي نتجت من تحرك الأشياء مع الكتلة.

رئيس الباحثين بجامعة غرب أستراليا Oz Grav، والأستاذ المعاون تشنينغ تشاو قالت: “التطوير خطوة أخرى موجهة لاكتشاف وتحليل المعلومات التي تحملها موجات الجاذبية، وتسمح لنا باكتشاف الكون بأساليب جديدة”.

وأضافت: “حل مشكلة الاستشعار لأجهزة كشف موجة الجاذبية في المستقبل ضرورية، إذا رغبنا بفهم دواخل النجوم النيترونية.  ومن ناحية أخرى، سيزيد تطوير هذا الجهاز من ملاحظاتنا ومعرفتنا للكون بطريقة غير مسبوقة”. 

المصدر: https://scitechdaily.com

ترجمة: سلمى علي النجار

لينكد إن: salma-el-nagar

مراجعة وتدقيق: د. فاتن ضاوي المحنّا

تويتر: @F_D_Almutiri