Гравитационные волны, возникающие от столкновений черных дыр и других катаклизмов, до сих пор улавливали с помощью гигантских детекторов, измеряющих микроскопические колебания пространства. Однако международная группа физиков предложила принципиально иную стратегию. Согласно их теоретической работе, эти волны можно обнаружить, анализируя свет, который испускают атомы. Идея пока не проверена на практике, но открывает путь к созданию совершенно новых инструментов для астрономии.
Суть метода заключается в том, что гравитационная волна, проходя через атом, не меняет общую частоту его свечения, но слегка искажает частоту испускаемых фотонов в зависимости от направления. Это создает уникальный «направленный рисунок» в спектре света. Такой сигнал может нести информацию не только о факте прохождения волны, но и о ее поляризации и направлении, что помогает отличить его от фонового шума.
Для экспериментальной проверки этой концепции ученые считают перспективными системы с холодными атомами и прецизионными атомными часами. В таких установках атомы можно удерживать в возбужденном состоянии длительное время, что повышает шансы уловить тонкий эффект от гравитационной волны. Именно эти технологии планируется использовать в будущих космических миссиях по поиску низкочастотных гравитационных волн.
Если теория подтвердится, человечество может получить новый, гораздо более компактный инструмент для изучения Вселенной. Вместо километровых антенн детектор гравитационных волн может быть размером в несколько миллиметров. Это откроет возможности для более доступных наблюдений за самыми мощными событиями в космосе, такими как слияния нейтронных звезд, прямо по свету атомов.
Источник: Gravitational waves may be hidden in the light atoms emit