关闭菜单 参考资料…… William & 玛丽
w m菜单 关闭 William & 玛丽

引力波:尤金米哈伊洛夫帮助证明爱因斯坦是正确的(再次)

After the announcement
宣布之后 物理学家Eugeniy Mikhailov解释了他在LIGO合作中突破性发现引力波的作用。米哈伊洛夫在2月11日宣布这一发现后接受了媒体采访。约瑟夫·麦克莱恩摄

2月11日上午,威廉玛丽物理学院的学生们挤进了一间单间来听这个消息,一群刚从班里出来的本科生在地板上和偏僻的角落里找到了自己的空间。

关于LIGO宣布这一消息的谣言已经在物理界流传了好几个星期了,但尤金尼·米哈伊洛夫是房间里唯一一个在宣布之前就知道的人。米哈伊洛夫是威廉与玛丽大学物理系的助理教授,也是LIGO科学合作组织(LSC)的成员,该组织是宣布这一消息的中心。

LIGO的执行主任David Reitze宣布的消息很简单:“我们发现了引力波。”这一声明结束了科学家和科学观察者数周的猜测,但更重要的是,在爱因斯坦提出广义相对论101年后,这一声明证实了爱因斯坦广义相对论的一个关键要素。

LIGO——激光干涉仪引力波天文台——实际上是一对观测站,一个在路易斯安那州,另一个在华盛顿。这两个探测器都被称为干涉仪,它们的设计和制造都是为了探测经过引力波的微小振动。反过来,需要巨大的宇宙引力事件——中子星或黑洞合并,超新星——才能产生足以被LIGO干涉仪探测到的引力波。

今年2月的声明参考了路易斯安那和华盛顿天文台9月份的一系列读数,它们记录了大约10亿年前两个黑洞合并产生的引力波。这一事件是如此遥远,以至于去年秋天,以接近光速传播的引力波刚刚在地球上掀起涟漪。

根据LIGO双干涉仪的设计,两个天文台同时记录了相同的读数。米哈伊洛夫在网络广播宣布后解释说,华盛顿和路易斯安那天文台记录错误相同读数的可能性非常小。

“这是一个五西格玛事件,”他用科学术语表示远远超出合理怀疑的证据。

LIGO干涉仪受到奇数随机信号的影响。例如,微小的地震事件可以产生很大的影响,但更麻烦的是科学家所说的量子噪声。米哈伊洛夫简单地说,量子噪声来自大自然。当量子噪声被探测到时,它看起来很像来自地球磁场或太阳黑子震动的无线电上的静电。

米哈伊洛夫在LIGO合作中的作用是处理量子噪声,找到抑制或最小化它的方法。

“这就像海洋上的波浪,”他说。“你无法摆脱电波,但你可以找到科学的方法来抑制它们。”

一份来自合作笔记的新闻稿称,米哈伊洛夫于2003年在麻省理工学院进行博士后研究期间加入LSC,在那里他参与了量子增强引力波探测器原型及其与主要LIGO设备兼容性的首次演示。

他继续在威廉和玛丽研究通过抑制光原子相互作用的量子噪声来提高引力天线灵敏度的方法。2012年,米哈伊洛夫的研究小组正式加入LSC,威廉与玛丽成为合作的机构成员。该大学是LSC中唯一的弗吉尼亚成员。

米哈伊洛夫说:“对重力信号的直接观测是开创性的,当然,这只是引力波天文学的开始。”“LIGO探测器使科学家能够看到以前看不见的东西。在威廉和玛丽,我们正在开发非常规的方法,使这种观察更加频繁和可靠。米哈伊洛夫说。

LIGO项目是由麻省理工学院和加州理工学院的研究人员构思的,并已扩展为一个由国家科学基金会支持的合作项目,包括米哈伊洛夫在内的近千名科学家。

他是一篇记录引力波发现的论文的合著者,该论文在宣布后立即发表在《物理评论快报》上。这篇论文的其他合著者是研究生张密和格列布·罗曼诺夫,以及16届物理学专业的本科生亨特·鲁。

另外两名威廉玛丽物理专业的学生,16岁的Eve Chase和17岁的Melissa Guidry,也在nsf赞助的夏季研究活动中参与了LIGO相关项目。

引力波发现的意义远不止证明爱因斯坦关于宇宙的另一个方面是正确的。米哈伊洛夫回应了LIGO宣布我们已经进入了引力波天文学时代的评论。米哈伊洛夫解释说,就像伽利略的望远镜让人类看到了比肉眼更远的东西,射电天文学扩大了我们的范围一样,LIGO和下一代引力波探测器可以把我们的视野扩展到宇宙中。

“这是一个了解世界的新窗口,”他说。