LIGO已经超越了量子极限。我们可以解释。

一种在LIGO干涉仪臂中挤压光的技术使其测量能够穿过量子势垒。

对于LIGO（激光干涉仪引力波天文台），这是一个大胆的敏感新领域，赋予引力波探测到比之前运行多60%的死星合并的能力，大约每周检测一到两次左右.

该技术被称为频率依赖性挤压，绕过了先前阻止LIGO在量子尺度上进行检测的限制。

“现在我们已经超越了这个量子极限，我们可以做更多的天文学，”物理学家李·麦卡勒说加州理工学院的。“LIGO使用激光和大镜子进行观察，但我们的工作灵敏度意味着该设备受到量子领域的影响。

LIGO的灵敏度已经绝对令人瞠目结舌。干涉仪的工作原理是检测碰撞产生的时空涟漪黑洞和中子星，数百万亿到光年之外。

这些原因引力波，就像池塘里的涟漪。我们感觉不到它们;但是它们可以在光的路径中检测到很长很长的隧道中的微小偏差。

这些偏差非常小，比人类头发小到数万亿倍。但是一旦你进入亚原子尺度——量子领域——LIGO的能力就会受到阻碍。这是因为，在那些难以想象的小尺度上，粒子随机地进出空间，产生比任何信号都响亮的量子噪声的持续背景嘶嘶声。

频率相关挤压是一种放大信号以比量子噪声“更响亮”的方法。物理学家说，这有点像挤压气球。当你在一端挤压气球时，另一端会变大。同样，如果您捏合光的属性，例如振幅（或功率），则可以更准确地测量其他属性（例如频率）。

但是，尽管您可能会在一个领域获得精度，但在另一个领域却失去了精度。自2019年以来，LIGO已经拥有频率相关挤压技术，但它并不是特别灵活。新的升级意味着挤压更加灵活;光可以通过多种方式挤压，以放大科学家正在寻找的引力波的频率。

“以前，我们必须选择我们希望LIGO更精确的地方，”物理学家拉纳·阿迪卡里说加州理工学院的。“现在我们可以吃我们的蛋糕，也可以吃了。我们已经知道了一段时间如何写下方程式来使它工作，但直到现在还不清楚我们是否真的能让它工作。这就像科幻小说一样。

该技术通过使用晶体将LIGO4公里长的真空管中的单个杂散光子转化为两个能量较低的纠缠光子。

这些光子与照入隧道的激光束相互作用，以所需的方式挤压激光。当引力波隆隆通过时，这些激光束会以这样一种方式晃动，以至于可以在另一端拾取运动。

新的频率相关挤压技术通过交替挤压光线的方式工作，从而使较高和较低的频率都被放大。自LIGO目前的观测运行于5月开始以来，它一直在运行，并且可能会在观测运行结束之前安装在意大利的Virgo探测器中。

这意味着我们可能会看到黑洞和中子星我们在更广阔的宇宙中观察到的碰撞。

“我们终于利用了我们的引力宇宙，”麻省理工学院的物理学家丽莎·巴索蒂说.“在未来，我们可以进一步提高我们的灵敏度。我想看看我们能把它推多远。

该研究将发表在物理回顾 X.

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