一个国际物理学家团队创建了一种基于干涉仪的小型运动传感器，可用于提高引力波探测器的性能。这种厘米大小的装置可以在低频下以亚皮米精度测量测试质量的位移。研究人员相信，他们的技术创新可能会为引力波探测带来新的机遇——让天文学家能够观察迄今为止仍被噪声掩盖的事件。它还可以用于其他领域，包括地震学和计量学。
LIGO 和 Virgo 天文台是公里大小的干涉仪，通过监测大镜子的位置来探测引力波，当引力波穿过地球时，大镜子会发生极其微小的位移。到目前为止，他们已经接收到了数十个引力波信号——主要源自恒星质量黑洞对的合并。基于这一初步成功，天文学家现在希望能够探测到由更大的中等质量黑洞合并产生的低频引力波，这些黑洞的质量是太阳质量的数百甚至数千倍。
不幸的是，地震和其他噪声目前使 LIGO 和 Virgo 无法达到测量这些低频信号所需的灵敏度。通过监测和抑制噪音在天文台的镜子和其他部件中引起的运动，可以在一定程度上控制这种噪音的影响。
商业组件
现在， 吉里·斯美塔那 伯明翰大学的伯明翰大学及其同事使用市售光学元件来创建位移检测器，他们说该检测器适合这些噪声抑制系统。
该传感器由两个由单个激光器驱动的迈克尔逊干涉仪组成。每个干涉仪包括一个传感头和一个镜子。其中一个传感头是反馈回路的一部分，可稳定激光器的频率，从而提高系统的性能。
量子压缩提高了 LIGO 和 Virgo 引力波探测器的性能
该团队使用一种称为深度频率调制的技术来计算镜子相对于测量的干涉仪条纹的位移。该技术可以检测各种频率范围内的微小运动。事实上，该系统在 0.3 Hz 频率下的灵敏度为 1 pm/√Hz，比 LIGO 目前使用的一种传感器好 300 倍。
该传感器的尺寸只有几厘米，这使其成为未来对现有引力波探测器进行升级的合适候选者——升级对现有基础设施的影响最小。
随着这些改进的到位，研究人员认为天文学家或许能够首次探测到中等质量黑洞之间的合并。具有测量低频信号的能力对于多信使天文学也很有用，可以在合并事件之前进一步检测到信号。该传感器还可以用于其他检测微小位移的仪器，例如扭力天平和地震仪。
该研究描述于 物理复习应用.
