يکي از آزمايش‌هاي فيزيک نجومي که آمريکا انجام شده است، نشان مي‌دهد چگونه تحقيقات بنيادي صورت گرفته در يک حوزه مي‌تواند تأثير عميقي روي کارهاي انجام شده در حوزه‌هاي ديگر داشته باشد. به گزارش سرويس فن‌اوري ايسنا، در اين آزمايش، تجهيزات مورد استفاده در Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory يا LIGO راه را براي انجام آزمايش‌هاي کوانتومي در مقياس بزرگ فراهم كرده است. نتايج اين کار در مجله New Journal of Physics منتشر شده است. LIGO يک آزمايش بزرگ است که هزينه اصلي آن توسط بنياد ملي علوم تأمين شده و بيش از 600 فيزيكدان نجومي در اين پروژه کار مي‌کنند. هدف اصلي اين پروژه شناسايي امواج گرانشي است که به ما کمک مي‌کند فضا را از طريق لنزهاي ارزشمند ديگري که امواج گرانشي هستند، مشاهده نماييم. در اين آزمايش انتظار مي‌رود با اندازه‌گيري جابه‌جايي‌هاي کوچکي که در اثر عبور امواج گرانشي در جرم‌هاي آزمايشي ايجاد مي‌شوند، اين تابش‌ها به طور مستقيم شناسايي شوند. دانشمندان بر اين باورند که اين تابش‌ها از پديده‌هاي عجيبي همچون سوپرنواها و برخوردهاي ستاره‌هاي نوتروني و سياهچاله‌ها نشأت مي‌گيرند. از نور ليزر براي بررسي جابه‌جايي‌هاي نسبي آينه‌هاي تداخل‌سنجي که همانند پاندول آويزان بوده و به عنوان جرم‌هاي آزمايشي نيمه‌آزاد عمل مي‌کنند، استفاده مي‌شود. از آنجايي که انتظار مي‌رود اثر امواج گرانشي بسيار کوچک باشد، حسگرهاي LIGO بسيار حساس بوده و مي‌توانند جابه‌جايي‌هاي کوچک‌تر از يک هزارم اندازه يک پروتون را براي آينه‌هايي که چهار کيلومتر از هم فاصله دارند، تشخيص دهند. در باندهاي فرکانسي مختلف، حساسيت تجهيزات LIGO توسط نويزهاي نشأت گرفته از طبيعت کوانتومي نور ليزر و يا توسط نويزهاي حرارتي ايجاد شد توسط انرژي حرارتي آينه‌ها محدود مي‌شود. براي مطالعه رفتار مکانيک کوانتومي آينه‌هاي LIGO بايد نويزهاي حرارتي کاهش يابند؛ اين کار را مي‌توان با سرد کردن آينه‌هاي تداخل‌سنج توسط روش‌هاي مشابه سرد کردن ليزري اتم‌ها انجام داد. با اين حال دما بايد تا حد نزديک صفر مطلق (273- سانتي‌گراد) کاهش يابد. با وجودي که رسيدن به صفر مطلق امکان‌پذير نيست، دانشمنداني که روي LIGO کار مي‌کنند، از نيروي ميراننده بدون اصطکاک (frictionless damping force) و نيروي مغناطيسي احياکننده (magnetic restoring force) براي سرد کردن اين نوسان‌گرهاي آينه‌اي تا يک ميليونيوم درجه سانتي‌گراد بالاي صفر مطلق استفاده كرده‌اند. نيروي ميراننده بدون اصطکاک انرژي آينه‌ها را مي‌گيرد، در حالي که نيروي مغناطيسي احياکننده، فرکانس نوسان را افزايش مي‌دهد تا از اختلالات ناشي از حرکات موضعي زمين جلوگيري شود. در حالي که تلاش براي شناسايي امواج گرانشي ادامه دارد، اين محققان از تجهيزات LIGO براي مشاهده نوسانات يک پاندول 2/7 کيلوگرمي در سطح نزديک به حالت پايه کوانتومي آن بهره مي‌برند. اين نتايج نشان مي‌دهند که فيزيک‌دان‌هاي کوانتومي مي‌توانند از اين تجهيزات براي مشاهده رفتارهاي مکانيک کوانتومي همچون گيرافتادن کوانتومي در مقياس‌هاي جرمي بالا استفاده کنند. انتهاي پيام