「LIGO」技術突破：新「擠壓」量子方法將宇宙觀測範圍擴大60%
2015年，雷射干涉儀引力波觀測站 （Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，以下簡稱LIGO） 寫下了歷史性的一頁，成功直接檢測到了由兩個黑洞碰撞所產生的引力波，讓人類首度「聽見」時空的波動。這些微小的波動被形容為時空結構的拉伸與擠壓，其變化尺度甚至比人髮絲小了1萬兆倍。
然而，每一項科學儀器的進展總是伴隨著其限制。LIGO的觀測雖然驚人，但其精確度仍受到「量子物理」的困擾。在這非常微小的尺度上，虛空中其實充滿了所謂的量子噪音，對LIGO的精確測量造成了困難，影響其敏感度。
最近，來自麻省理工學院、加州理工學院以及其他LIGO團隊的研究者在《物理學評論X》期刊上發表了一篇研究，宣告他們在量子「擠壓」技術上取得了重大突破。這項技術的目的是繞過那些限制，允許LIGO在其可檢測的整個引力頻率範圍內，更加精確地測量時空的波動。
新的「頻率依賴擠壓」技術 可望跨領域應用
所謂的「頻率依賴擠壓」技術，自2023年5月LIGO恢復運行以來已經開始使用。這意味著LIGO現在可以探測到更大範圍的宇宙，預計檢測到的黑洞碰撞事件將增加60%。這是一個驚人的提升，你可以想像成我們的望遠鏡升級了，現在能看到更遠、更清楚的星空，預計會看到比以前多60%的特別現象。
Lisa Barsotti，麻省理工學院的高級研究科學家表示：「在科學研究中，我們總是受到自然界的限制，但透過持續創新，我們可以進一步提升我們的儀器性能。」事實上，這項技術的開發不僅涉及多所頂尖的研究機構，還包括眾多在這一領域的專家。
LIGO的下一代版本，名為「LIGO Voyager」，正在進行開發。預計利用這項新的擠壓技術，其性能將達到新的水平，讓我們能夠更深入地探測宇宙，更加清晰地「聽見」遙遠星系中的引力波事件。而這種技術的潛在價值不僅僅是在天文觀測上。在其他的基礎物理學研究，甚至於其他需要高度精確度的領域，如某些高精度測量技術，都可能會受益於這項技術的發展。
這項研究刊載在最新一期的《Physical Review X》。
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參考論文:
1.Broadband quantum enhancement of the LIGO detectors with frequency-dependent squeezing. Physical Review X
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