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十三億年前發(fā)生了一場(chǎng)轟動(dòng)宇宙的“愛情故事”——若干星系以外,兩個(gè)黑洞結(jié)合了!在兩年前的今天,他們愛的絮語(yǔ)被LIGO“聆聽”到了。立刻,這場(chǎng)跨越13億年的愛情“撩到”了整個(gè)科學(xué)界……——
13億年前,兩個(gè)黑洞碰撞出的引力能量如漣漪般蕩向地球。兩年前的今天,也就是2015年9月14日,這些波紋被探測(cè)到,通過(guò)LIGO——由ADI參與打造的宇宙中最精密的感測(cè)儀器。
LIGO“聆聽”到了十三億年前的愛情故事
由于引力波不會(huì)在電磁波譜上留下線索,無(wú)法被看到,因此 LIGO 主要目標(biāo)是“聆聽”宇宙的聲音,獲得引力波存在的證據(jù)。為了檢測(cè)出引力波所引起的小于質(zhì)子直徑萬(wàn)分之一尺度的變化量,LIGO的尺寸必須大得能和引力波波長(zhǎng)匹配,而執(zhí)行探測(cè)的部分必須精密得足以排除任何噪聲,宏觀與微觀均要兼顧。
LIGO的外部與內(nèi)部
探測(cè)原理
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每臺(tái) LIGO 設(shè)備會(huì)在超高真空腔中發(fā)出激光,并將激光一分為二,然后將兩束激光分別發(fā)送到相互垂直的兩個(gè) 2.5 英里長(zhǎng)的激光臂。激光束隨后被激光臂盡頭的鏡子反射回來(lái)。當(dāng)引力波經(jīng)過(guò)時(shí),這一區(qū)域的時(shí)空會(huì)發(fā)生改變,導(dǎo)致兩個(gè)激光臂之間產(chǎn)生細(xì)小的相對(duì)運(yùn)動(dòng),這個(gè)細(xì)微的變化近似于一個(gè)質(zhì)子直徑的萬(wàn)分之一。這會(huì)改變射入到接收光學(xué)系統(tǒng)的返回光的相對(duì)相位,將光釋放到光學(xué)傳感器,從而形成可測(cè)量的信號(hào)或嘈聲。
對(duì)LIGO探測(cè)器部分的安裝調(diào)試工程浩大
為此,設(shè)計(jì)LOGO的科學(xué)家們?cè)趯IGO造得足夠大的同時(shí),選用了ADI的器件以提高LIGO的探測(cè)精密度,如:
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具有出色的壓擺率(20V/μs)和增益帶寬(110MHz)、非常適合低頻超聲應(yīng)用的AD797運(yùn)算放大器;
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面對(duì)諧振腔中可能的高溫也能出色完成驅(qū)動(dòng)靜電激勵(lì)器的工作、具有超過(guò) 145°C 結(jié)溫下熱調(diào)節(jié)和集成限流功能的ADA4700 高壓、精密、單通道運(yùn)算放大器;
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用于測(cè)量輸送到螺線管的能量以調(diào)控鏡懸掛系統(tǒng)的AD736真RMS-to-DC轉(zhuǎn)換器;
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……
LIGO擁有兩臺(tái)聯(lián)合運(yùn)作的設(shè)備,一臺(tái)在華盛頓的漢福德,另一臺(tái)在路易斯安那州的利文斯頓。2015年9月14日凌晨 4 點(diǎn),兩臺(tái)設(shè)備探測(cè)到了相似的信號(hào),判定為同一引力波信號(hào),由此揭示了13億年前兩個(gè)黑洞間的愛情故事。
引力波的發(fā)現(xiàn)是當(dāng)今時(shí)代最著名的科學(xué)(和精密檢測(cè)技術(shù))發(fā)現(xiàn)之一,在全球范圍內(nèi)引起了巨大反響,多個(gè)科學(xué)雜志、大眾媒體和深夜談話節(jié)目都紛紛予以報(bào)道。《紐約時(shí)報(bào)》稱,這“注定會(huì)成為科學(xué)界最偉大的聲音之一,其重要意義不亞于亞歷山大·格雷厄姆·貝爾在電話中說(shuō)的‘沃森先生,快來(lái)’”。
除了探測(cè)引力波外,以超越一切可能為己任的ADI,還為諸多“不可能”的科學(xué)探索任務(wù)提供技術(shù)支持,如歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)、冰立方中微子望遠(yuǎn)鏡、國(guó)際空間站、哈勃望遠(yuǎn)鏡、火星登陸計(jì)劃、新視野號(hào)探測(cè)器、火星探測(cè)器等。
所以請(qǐng)記住歷史上的今天吧——2015年9月14日。這一時(shí)刻,必將被未來(lái)的歷史書反復(fù)提及!
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感測(cè)器
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20223
原文標(biāo)題:歷史上的今天:這場(chǎng)13億年前的“愛情故事”,撩到了人類科學(xué)界
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