Wszechświat niemal dosłownie drga. To, o czym mowa to "wibracje" czasu i przestrzeni, ciche dreszcze pochodzące z katastrof sprzed miliardów lat. Dotąd mieliśmy bardzo ograniczone instrumenty, by te fale zarejestrować. Teraz – być może – w pełni dorastamy do roli nasłuchujących tego typu sygnałów. Tu przydadzą nam się z pozoru proste, wręcz trywialne w tym kontekście — magnesy.
Wszystko zaczęło się od idei Josepha Webera – pomysłu prostego, ale szalonego (rodem z lat 60.): wykrywać fale grawitacyjne za pomocą rezonujących metalowych prętów. To natomiast działało tylko wtedy, gdy częstotliwość fali idealnie trafiała w rezonans pręta. Jakbyś próbował złapać sygnał radiowy, który jest nadawany raz na kilkadziesiąt lat. Zupełnie nieefektywne.
Na szczęście, grupa naukowców dokonała "mutacji" owej idei. Przekształcają mechaniczne drgania w precyzyjne oscylacje pola magnetycznego. Wykorzystują do tego nadprzewodzące magnesy podłączone do prądu stałego, które pierwotnie projektowano do wykrywania aksjonów – hipotetycznych (jak na razie) cząstek ciemnej materii. Teraz mają szansę zostać naszymi nowymi antenami grawitacyjnymi.
Fala grawitacyjna przechodząca przez nadprzewodzący magnes wprawi go w mikroskopijne drgania. Te z kolei zdeformują przewód przewodzący prąd, co wygeneruje oscylacje pola magnetycznego. Czujnik typu SQUID – Superconducting Quantum Interferometric Device – wyłapie te zmiany. Bezpośrednio i bez konwersji sygnału mechanicznego na elektromagnetyczny. Nie będzie też zakłóceń wynikających z tłumienia. Mechaniczna fala grawitacyjna wchodzi, pole magnetyczne drży, a my to widzimy na detektorach.
Taki system nie będzie ograniczony do jednej częstotliwości i naukowcy już czekają na zastosowanie tego pomysłu w praktyce badawczej.
DMRadio i ADMX-EFR powstały z myślą o aksjonach – niewidzialnych cząstkach ciemnej materii. Okazuje się, że ich infrastruktura – czyli ogromne, chłodzone do granic fizycznych możliwości magnesy – idealnie nadaje się do podsłuchiwania fal grawitacyjnych. To tak, jakby ktoś projektował je do tego celu od początku. Wygląda na to, że będziemy mogli wykorzystać narzędzie, które pierwotnie służyło nam do zgoła czegoś innego.
To niesamowite, że mamy do czynienia z przypadkiem. Moc owych magnesów nie tylko przewyższa to, co oferowały stare pręty Webera, ale w dodatku pozwala rozszerzyć czułość na nowe pasma – od kiloherców do megaherców. To właśnie tam LIGO już nie daje sobie rady.
LIGO – nasz dotychczasowy czempion – jest niesamowity, ale zupełnie głuchy już powyżej kilku kiloherców. A to właśnie tam Wszechświat może robić najwięcej "hałasu", który będziemy w stanie wyłapać. I trzeba powiedzieć sobie jedną rzecz: zasadniczo nowy system nie będzie dokładniejszy w kontekście pojedynczych długości fali, ale z pewnością będzie w stanie usłyszeć znacznie więcej, bo jego zakres działania rozszerzy się o spore pasmo.
Czytaj również: Złapali światło w czasie urojonym. Fizycy dokonali niemożliwego
Izolacja od drgań, dokładność pomiarów i szumy środowiskowe. Podobne problemy miały LIGO i AURIGA. Ale skoro tam się udało, tu też ostatecznie uda się wyeliminować problemy powodujące, że od zbudowania idei, daleka jest jeszcze droga do funkcjonującego rozwiązania. Naukowcy już teraz pracują nad rozszerzeniem technologii – nawet poza SQUID-y, szukając jeszcze bardziej czułych zjawisk kwantowych.
Jeśli się uda, to nie tylko usłyszymy Wszechświat w nowym paśmie. Być może usłyszymy coś, czego dotąd nawet nie znaliśmy. Wkraczamy w ciekawy dla nauki okres, kiedy to będziemy w stanie wychwytywać drgania kosmosu, które jeszcze dekadę, dwie temu były poza naszym zasięgiem. I to "na całego"!
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
