LIGO
概述 (50-200字符)
激光干涉引力波天文台,人类首个直接探测引力波的大型科学设施,由两台相距三千公里的L形激光干涉仪组成,分别位于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿。
关键内容 (≥300字符, 用双链)
- 历史沿革:概念最早可追溯至1972年,雷纳·韦斯在麻省理工学院提出利用激光干涉术探测引力波的详细方案,后与基普·索恩联手推动。经过数十年研发和数十亿美元投入建成。2015年初完成"先进LIGO"升级,灵敏度提升约十倍。
- 探测原理:每台探测器由两条互相垂直、各长四公里的真空管臂组成。激光被分光镜分为两束,在末端镜子反射后返回叠加。无引力波时调节为相消干涉;引力波经过时一臂伸长一臂缩短,光程差改变产生可检测的干涉条纹移动。
- 首次探测:2015年9月14日捕获GW150914信号,来自两个质量约36倍和29倍太阳质量的黑洞合并,距地球约十三亿光年。信噪比达24,虚警率低于每203000年一次,统计显著性超过5.1个标准差。
- 科学影响:打开引力波天文学大门,与Virgo探测器合作陆续探测数十个事件。雷纳·韦斯、巴里·巴里什、基普·索恩因决定性贡献获2017年诺贝尔物理学奖。
来源
- Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger — PRL 116, 061102 (2016)
- Rainer Weiss, "Electromagnetically Coupled Broadband Gravitational Antenna," MIT Quarterly Progress Report (1972)
- Janna Levin, Black Hole Blues and Other Songs from Outer Space, Knopf (2016)