美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(JPL)最近成功消除激光噪声干扰,向“倾听”万有引力波迈近了一步。研究论文发表在最近出版的《物理评论快报》上。

  万有引力波是爱因斯坦20世纪初预测的存在于时空中的波痕,至今尚未被直接观察到。NASA和欧洲太空署合作进行的一项空间任务计划——激光干涉空间天线(LISA)的目标就是探测万有引力波的细微信号。

  LISA计划使用3个分离航天器构成一个等边大三角,彼此通过激光束连接,随地球之后20度绕太阳飞行。每个航天器都携带一个金铂合金的立方体,自由飘浮在太空。当万有引力波通过航天器,将在两个立方体之间产生大约1皮米(10-12米)的距离变化,而航天器间的距离为500万公里,这就像在干草堆里找一个质子。

  其测量的核心技术是干涉过程。LISA准备采用一种尖端的激光束探测仪——相位仪(phase meters)来探测激光,然后送到地面进行数据处理,这一过程称为延时干涉测量。如果激光束之间的干涉图形相同,则距离没有相对变化,如果干涉图形变了,则证明距离有了变化。就像海面的波纹,有时会互相结合变得更大,有时会抵消变小或消失。