Вороны помешали детектору LIGO слушать гравитационные волны

В поисках влаги вороны склевывают лед с одного из крионасосов детектора гравитационных волн LIGO и именно из-за этого в данных детекторов обсерватории в пустыне Хэнфорда иногда возникают необычные шумы. Более того, виновники даже были пойманы за порчей научных данных. Об этом рассказала Беверли Бергер, физик из коллаборации LIGO, на встрече Американского физического общества.

LIGO — пара огромных лазерных интерферометров, расположенных на расстоянии три тысячи километров друг от друга. Каждый из них состоит из двух перпендикулярных плеч — четырехкилометровых вакуумных труб с зеркалами. Обсерватории, по сути, непрерывно измеряют с очень большой точностью соотношение длин этих плеч: луч лазера разделяется на две части, которые попадают в плечи и многократно отражаются между полупрозрачными зеркалами и интерферируют на детекторе — это увеличивает эффективную длину плеч в сотни раз. Если пути лучей в разных плечах будут хоть немного отличаться, то интерференционная картина изменится. Именно это и происходит при прохождении гравитационной волны сквозь детектор: длина одного плеча увеличивается, а другого — сокращается.

Огромная чувствительность детектора (фиксирует колебания длины плеча порядка долей радиуса протона) приводит к тому, что любые воздействия на зеркала в плечах вызывают шумы в интерференционной картине. В частности, детектируемые шумы имеют и квантовую природу. Также хорошо известно, что даже пролетающие самолеты вызывают в детекторе специфический отклик. Винтовые самолеты вызывают в воздухе волны давления, частота которых соответствует частоте вращения винтов, которая и проявляется в данных детектора.

Летом 2017 июля сотрудники LIGO в Хэнфорде обнаружили новый источник шумов на частоте порядка 94 герц. «Джордан проиграл для меня запись с микрофона и я узнал этот звук — он похож на то, что я слышал, обнаружив воронов на внешних трубах крионасоса LN2». — рассказывает Роберт Шофилд в электронном журнале LIGO. «Мы присмотрелись к трубам крионасоса, возле которых я видел воронов, и нашли много отметин от клюва, соизмеримых с размером клювом птицы, во льду, который намерзает на вентиляционных трубах. Мы также сфотографировали ворона за клеванием льда, правда на угловой станции. Пожалуй, мы не можем винить их за то, что они хотят соскоблить лед во время горячего утра в пустыне».

Чтобы избавиться от нового источника шума ученые усовершенствовали установку так, чтобы избежать намораживания льда.

Для борьбы с квантовыми шумами, ограничивающими чувствительность LIGO к гравитационным волнам, физики разрабатывают более сложные методики интерферометрии. Например, один из подходов связан с использованием сжатого света — специального квантового состояния фотонов. Подробнее об этом можно прочитать в материале «Точилка для квантового карандаша».

Владимир Королёв