התפיסה פורצת הדרך המוצעת על ידי הצוות של HKUST של המחלקה לפיזיקה פרופ' ליו מאפשרת לטלסקופ אסטרונומי יחיד במגנטוספירה של כדור הארץ לתפקד כגלאי לאותות GW. קרדיט: HKUST
חוקרים הציגו שיטת גילוי גלי כבידה חדשנית באמצעות טלסקופים אסטרונומיים להמרה גלי כבידה לתוך אותות אלקטרומגנטיים בתוך מגנטוספרות פלנטריות, מה שמקל על חקר השלבים המוקדמים של היקום והתופעות הקוסמיות.
מדענים הציעו שיטה פורצת דרך לזיהוי גלי כבידה בתדר גבוה (HFGWs). בראשותו של פרופ' טאו ליו, פרופסור חבר מהמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת הונג קונג למדע וטכנולוגיה (HKUST), הגישה החדשנית של צוות המחקר עשויה לאפשר זיהוי מוצלח של HFGWs על ידי שימוש בטלסקופים אסטרונומיים קיימים ואפשריים מבחינה טכנולוגית בכוכב לכת. מגנטוספירה. זה יפתח אפשרויות חדשות לחקר היקום המוקדם ואירועים קוסמיים אלימים בצורה יעילה ובעלת קיימא מבחינה טכנית.
אתגרים בתצפית בגלי כבידה
גלי כבידה (GWs) נוצרים על ידי תופעות אסטרונומיות שונות, כגון מעברי פאזה ביקום המוקדם והתנגשויות של חורים שחורים ראשוניים. עם זאת, ההשפעות שלהם חלשות ביותר והתגלו רק בפס תדרים נמוך יחסית בשיטת התערבות. התבוננות ביקום באמצעות GWs מציבה אפוא אתגרים טכנולוגיים משמעותיים, במיוחד בחיטוט ברצועת התדרים הגבוהים מעל קילו-הרץ אחד, שם השימוש באינטרפרומטריה הופך להגביל מאוד.
פריצת דרך בהמרה אלקטרומגנטית של GWs
כדי להתמודד עם הקושי הזה, פרופ' טאו ליו ועמיתו הפוסט-דוקטורט ד"ר צ'ן ג'אנג שיתפו פעולה עם פרופ' ג'ינג רן מהמכון לפיזיקה אנרגיה גבוהה באקדמיה הסינית למדעים, והשיגו פריצת דרך משמעותית במחקרם האחרון. המחקר מנצל את ההשפעה הפיזית המסקרנת שניתן להמיר GWs השוכנים בתוך שדה מגנטי לגלים אלקטרומגנטיים הניתנים לזיהוי. על ידי מינוף הנתיבים המורחבים בתוך המגנטוספירה הפלנטרית, יעילות ההמרה מוגברת, ומניבה יותר אותות של גלים אלקטרומגנטיים. ניתן לשפר עוד יותר את יכולת הזיהוי עבור טלסקופים עם שדה ראייה רחב בגלל ההתפלגות הזוויתית הרחבה של שטף האותות בתוך מעבדת כוכבים כזו.
יתרונות שיטת האיתור החדשה
שיטה חדשנית זו מאפשרת לטלסקופ אסטרונומי יחיד לתפקד כגלאי לאותות GW. על ידי שילוב של מספר טלסקופים, כיסוי רחב של תדרי HFGW, הנעים בין מגה-הרץ ל-1028 הרץ, ניתן להשיג. טווח תדרים זה שווה ערך לספקטרום האלקטרומגנטי המשמש בתצפיות אסטרונומיות וכולל חלק גדול שמעולם לא נחקר בגילוי GWs בעבר. המחקר מספק הערכה ראשונית של רגישות עבור גלאים מבוססי לוויין במסלול נמוך של כדור הארץ ומשימות מתמשכות בתוך צדקהמגנטוספירה של.
המחקר פורסם ב מכתבי סקירה פיזית במרץ ולאחר מכן הודגש על ידי טֶבַע אסטרונומיה במאמר שכותרתו "מעבדות בגודל כוכב לכת מציעות תובנות קוסמולוגיות" בחודש מאי. זה מדגיש את המשמעות של המחקר בסלילת הדרך למחקרים עתידיים בטכנולוגיות חדשניות לזיהוי GW.
