引力波是如何探测.docx

引力波是如何探测引力波是如何探测引力波是如何探测的?现代物理学已经预见到有“引力波”的存在，而且在天文观测上已间接得到证实，然而欲直接测到它，确实不是轻而易举的。早在1916年，爱因斯坦就提出了旋转棒方案，若使用这一方案，即用一条长20米、重500吨的钢棒，以极限速度绕律中心旋转，所辐射出来的引力波还远未达到一亿亿分之一瓦，其辐射功率就目前技术水平还不可能探测到。此外，还有一些科学家提出了很多其它设计并进行了试验，但都达不到要求。当然，随着研究的进展，我们相信总有一天能达到这一突破。为了测出引力波并弄清它的性质，从而控制它、利用它，物理学家们一方面研究新的探测方法和提高探测仪器的灵敏度，同时因此，当孕妇发觉已超过预产期时，应到医院检查，加强围产期的医疗监护，通过对胎儿成熟度的预测，决定应该采用的措施，以保证母婴的安全。在寻找能辐射大功率引力波的对象。因此，他们自然地想到了天体。在无穷无尽的宇宙中有极多大质量的天体，已知有如下天体及物理过程可辐射大能量的引力波：双星系统，中子星的自转，星系的非球对称爆炸，黑洞的形成和碰撞，物质落入黑洞，超新星爆发，星际物质库仑散射，引力背景辐射等等。如狮子座UV双星，它所辐射的引力波能量就达600万亿亿瓦之巨，但该星距离地球有220光年，因而到达地球的能量，每平方厘米就只有一千亿分之一瓦了。虽然很弱，但经过努力还是可以测到。最近对双星引力辐射阻尼的观测，已间接证实了引力波的存在，所以对双星引力波辐射的直接测量将有可能实现。引力波探测方法很多，目前国内外常用的.方法是，用一根损耗较少的物体(一般是合金铭，最近有些国家用蓝宝石单晶，硅单晶，铌等)作天线，当引力波到达时，引力波与天线相互作用使天线发生振动，然后把天线的振动测出来就成了。然而一条重1.5吨、150厘米、直径约66厘米的铝律，最强的天体源的引力波，也只能引起它一万亿亿分之一厘米振幅的振动。要把这样的振动测出来，可想而知是一件极为困难的事。因此，对引力波进行探测，就需要一系列特殊精密的实验技术和装置。如：(l)要有一个大的真实设备，以进行声学隔离;(2)要有一套高度减振、减冲击的装置;(3)要精密恒温;(4)要对电磁幅射、宇宙线、地震、重力加速度。固体潮、地倾、地磁、供电线路等进行严格的综合监视记录，以排除干扰;(5)尽管采取了严格的措施，仍然不能绝对避免某些干扰信号漏进来，为此就要进行符合测量(即通过相隔很远的两个同样探测器之间的信号进行符合测量);(6)要有高质量的能量转换装置，以便更有效地把天线振动变成电讯号;(7)要将天线降温到-273℃左右，即接近绝对零度;(8)采取适当的方法是挂天线，以减少无线的损耗(目前国外多用低温超导悬浮的方法);(9)由于讯号比噪声小很多，故要有一套特殊的讯噪分离技术。[-(@_@)-]由此可见，引力波的研究是一项相当规模、复杂而精密的工作。目前，国外有些实验室的探测仪器，已能测出十亿亿分之一厘米振幅的振动，可见再经过一段时间的努力，将有可能把引力波直接测出来。届时将是一项惊人的突破。