wpthemepostegraund

Гравитационные волны принесли Государственную премию

Источник: forbes.ru

Российские физики-гравитационщики, профессор МГУ Валерий Митрофанов, академик РАН Владислав Пустовойт и заместитель директора по научной работе Института прикладной физики РАН Ефим Хазанову удостоились Государственной премии за их вклад в исследования гравитационных волн.

Существование гравитационных волн предсказал в первой половине XX века Альберт Эйнштейн в общей теории относительности. С 1960-х американские и советские учёные начали предпринимать первые попытки их «поймать». Достоверно зарегистрировать гравитационно-волновой сигнал удалось лишь в 2015 году, и после публикации этого результата открытие удостоилось высших научных наград. Самая яркая из них — Нобелевская премия по физике в 2017 году.

Первая экспериментальная регистрация гравитационных волн — продукт многолетнего труда коллаборации LIGO/Virgo. Зародился этот проект в стенах Калифорнийского университета в 1992 году и сразу начал масштабироваться. По словам Валерия Митрофанова, к концу 90-х в него входили уже научные группы из 16 стран, а сейчас стран-коллаборантов стало 18. Стоимость этого проекта превышает 365 миллионов долларов.

Россия вошла в проект в числе первых: руководитель группы физиков-гравитационщиков из МГУ Владимир Брагинский в 1990-х подружился с одним из основателей проекта, ныне нобелевским лауреатом, Кипом Торном. У ученых завязалось тесное многолетнее сотрудничество. Долгое время коллаборация не могла зафиксировать сигнал из-за недостаточной точности измерительной установки — лазерного интерферометра. Решением этой задачи и занимались российские физики.

Вклад группы из МГУ можно условно разделить на четыре составляющих. Во-первых, физики разработали специальные подвесы для зеркал из плавленного кварца. Во-вторых, предложили методы, с помощью которых можно достичь стандартного квантового предела вычислений. В-третьих, ученые рассчитали предельную мощность лазера, после которой энергия оптических резонаторов может передаваться зеркалам лазерного интерферометра, состоящим из 40 слоев напыления. В-четвертых, физики из МГУ рассчитали шумы, которые могут возникать в каждом из них. Такие расчеты необходимы для отделения гравитационно-волнового сигнала от шума.

Второй коллектив российских ученых, входящих в коллаборацию LIGO — группа из нижегородского Института прикладной физики РАН. Их специализация — лазеры. Для гравитационно-волнового детектора они разработали элементы, способные пропускать почти 100% падающих на них фотонов. Лауреатом Госпремии РФ от нижегородской группы стал заместитель директора института по научной работе Ефим Хазанов.

Коллектив третьего лауреата Госпремии академика Владислава Пустовойта впервые в мире опубликовал научную статью, согласно которой детектор гравитационных волн нужно делать по схеме интерферометра, и обосновал такой подход расчетами. Статья вышла в 1962 году, а принципы, изложенные в ней были реализованы в детекторе LIGO спустя несколько десятилетий.

Многочисленные труды нескольких сотен ученых из 18 стран в 2002 году привели к запуску гравитационно-волнового детектора LIGO. Затем понадобилось еще десятилетие на повышение чувствительности прибора и решение технических проблем. Лишь 14 сентября 2015 года детекторы в США и Италии достоверно зафиксировали гравитационно-волновой сигнал. Дальнейшие расчеты показали, что их источником послужило слияние двух свермассивных черных дыр, произошедшее 3,5 миллиарда лет назад. К настоящему моменту коллаборация зафиксировала гравитационный сигнал от нескольких событий, каталог которых исследователи опубликовали в открытом доступе.

В ближайших планах коллаборации — увеличить мощность лазеров в установках с 200 киловатт до 1 Мегаватта. Такое технологическое решение позволит ловить гравитационно-волновой сигнал из «кусочка» Вселенной объемом в 2,5 раза больше, чем позволяет нынешний детектор. Валерий Митрофанов отмечает, что с помощью мощных и чувствительных детекторов будет возможно наблюдать события, произошедшие почти сразу после образования Вселенной. На вопрос, когда установка станет на это способна, ученый затруднился ответить.

    Черная дыра была застигнута за поглощением нейтронной звезды
Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.