Eliminando el ruido

La relatividad general predice las ondas gravitacionales, pero hasta ahora solo han sido observadas indirectamente en datos astrofísicos. Las colaboraciones internacionales buscan evidencias directas con enormes interferómetros láser que detectan los desplazamientos de fase causados por dichas ondas, pero la sensibilidad está limitada por el ruido del láser. Recientemente, un grupo de científicos ha sugerido usar la estabilidad y precisión de las ondas de materia para mejorar algunos de los problemas con el ruido que afecta a los experimentos existentes.

Los interferómetros atómicos puede superar el rendimiento de algunos métodos previos, midiendo aceleraciones de átomos en caída libre en dos lugares para medir los cambios en el espacio-tiempo. Un láser es suficiente para probar ambos conjuntos de átomos en caída, así pues se pueden sustraer los efectos del ruido láser. Como la línea de base crece a la longitud necesaria para las mediciones de la gravitación, sin embargo, la cancelación de ruido ofrece rendimientos decrecientes.

En su lugar, los investigadores quieren usar fotones para excitar y desexcitar los átomos, así como para dividir y recombinar la función de onda del conjunto de átomos. Cuando el conjunto se une, las franjas de interferencia de ondas de materia depende de cuanto tiempo permanezcan en un estado excitado los átomos en uno de los brazos. En esta configuración, el átomo actúa como cronómetros que miden el tiempo de tránsito de los pulsos láser de excitación y desexcitación entre dos localizaciones. Cuando la onda gravitacional pasa a través de ellos, el tiempo de tránsito de la luz oscila. A continuación, se mide el efecto mediante los interferómetros atómicos, los cuales perciben cuanto tiempo han sido excitados los átomos cronómetro.

Si es experimentalmente factible, los investigadores afirman que la proposición ofrece varias ventajas. Solo es necesaria una línea base, en lugar de dos largos brazos cruzados para el interferómetro, y el método solo depende de la constancia de la velocidad de la luz, así que la estabilidad del láser tiene un efecto insignificante en la medición.

Via physics.aps