המדענים מצאו שיטה פשוטה מאוד לגילוי גלי כבידה, שקשה להאמין כמעט בכל זאת.

גישה חדשה לחיפוש גלי כבידה

מדענים מאוניברסיטת סטוקהולם, Nordita ואוניברסיטת טיבינגן הציעו דרך לגמרי שונה לאיתור גלי כבידה. במקום למדוד תנודות באורך הגל של האור במכשירים אינטראקציה קילומטריים, הם מתכננים לרשום שינוי בצבע הפוטונים שנפלטים על ידי אטומים.

למה זה חשוב
* המצלבים הנוכחיים

LIGO, Virgo ו-KAGRA משתמשים בקשתות באורך של כשלושה קילומטרים. בזכות זאת הם רגישים לגלים בעלי תדר גבוה שמופיעים בעת התנגשות חורים שחורים קטנים וכוכבי נויטרונים.

* אירועים בתדירות נמוכה

התאחדויות של חורים שחורים על-מסת גדולים מייצרות גלי כבידה עם מחזוריות עד כמה שנים. כדי לרשום אותם דרושות קשתות שממוקמות במאות‑אלפי קילומטרים – זה אפשרי רק בחלל (תכניות לסוף 2030).

* חלופה קומפקטית

מדענים שוויצריים פיתחו תיאוריה המאפשרת ליצור מצלבים ניידים לאירועים אלה. זה יקל ויעלה את בנייתם.

איך הרעיון החדש עובד
1. מודולציה של השדה הקוונטי – גלי הכבידה הנכנסים משנים מעט את הפאזה של השדה האלקטרומגנטי סביב האטומים.

2. פליטה ספונטנית – האטומים סופגים אנרגיה, עוברים למצב ממריץ ומאוחר יותר חוזרים לרמת הבסיס, משחררים פוטונים.

3. הזזת תדר הפוטונים – המודולציה גוררת שינוי קטן בתדירות (צבע) של הפוטונים הנפלטים. השינוי תלוי בכיוון התנועה של הפוטונים.

עד כה לא נרשמו אפקטים כאלה, מכיוון שגלי הכבידה אינם משפיעים על עוצמת הפליטה הספונטנית; הבהירות נשארת קבועה. עם זאת תכונות ספקטרליות של האור משתנות בהתאם לחוזק וכיוון הגלים – זה כבר הוכח תאורטית.

יישום טכנולוגי
* שעוני אטומים – המצלבים החדשים ישתמשו בשעוני אטום על-מסת גבוהים על אטומים קרים במיוחד.

* משך האירועים – שעונים כאלה מסוגלים לעקוב אחרי תהליכים המתמשכים עד כמה שנים, מה שמתאים באופן אידיאלי לצפייה באינטגרציות של חורים שחורים על‑מסת גדולים.

* יתרונות – קומפקטיות והדלקה מהירה יותר בהשוואה למכשירי אינטראקציה לייזריים ענקיים בחלל.

צעדים הבאים
מדענים מדגישים את הצורך בניתוח קפדני של רעשי רקע, אך הערכות ראשוניות נראות מבטיחות. אם התיאוריה תאמת, יופיעו מכשירים קומפקטיים המאפשרים גילוי סוג חדש של גלי כבידה שהיו בלתי ניתנים לצפייה בעבר.