引力波探测器迎来技术升级战

2015年9月14日，美国激光干涉仪引力波天文台（LIGO）首次直接探测到引力波，开启了引力波天文学的新纪元。此后，科学家已累计确认超过百例引力波事件。但尽管LIGO等探测器的观测精度已大幅提升，仍面临噪声干扰和灵敏度不足等挑战，亟须下一代探测器接续探索。目前，引力波探测器的技术升级主要涉及以下几个方面：下一代探测器项目：    宇宙探索者（CE）：由美国引力波研究团队计划建造，结构与LIGO相似，但臂长达到40公里。CE主要探测频段与LIGO相近，约为10—1000赫兹。一旦建成并投入运行，每年有望探测到10万次黑洞合并事件，几乎能覆盖整个宇宙历史中的引力波源。    爱因斯坦望远镜（ET）：这是欧洲提议建设的第三代地基引力波天文台，采用三条干涉臂构成一个等边三角形，将频率下限扩展至1赫兹，能更早捕捉黑洞碰撞前的动态，并能观测更大质量黑洞的合并过程。    激光干涉仪空间天线（LISA）：是一项天基探测计划，由3颗卫星组成一个边长250万公里的巨型等边三角形，致力于探测频率在0.1毫赫兹到1赫兹之间的低频引力波，预计于2035年发射。    天琴与太极：中国也规划了类似的空间引力波探测项目“天琴”与“太极”，预计于21世纪30年代投入使用。技术创新成果：    延长干涉仪臂长：通过延长干涉仪臂长提高灵敏度，更长的基线使其在低频引力波探测方面实现了更高精度，极大扩展了可观测信号的范围。    降低热噪声：采用先进的镜面涂层技术，包括离子束溅射非晶材料和晶体涂层材料，有效提升了中低频段的灵敏度。同时，低温冷却技术大幅抑制了反射镜中的热振动。    量子压缩技术：通过向干涉仪注入压缩真空态，有效抑制信号频段中的量子噪声。美国麻省理工学院团队研制出的“量子真空压缩器”，使LIGO的探测距离扩展了超过4亿光年，引力波发现效率有望提高50%。    人工智能技术：谷歌“深度思维”公司与LIGO、意大利格兰萨索研究所联合开发出“深度环路成型”AI系统，可有效抑制观测系统中的噪声，提高控制精度，稳定关键测量部件。