曹军威:最精密的实验——引力波的探测(4)

摘要:2015年9月14日人类成功探测到首个引力波信号。引力波的探测是世界上“最精密”的实验之一。要捕捉两个黑洞合并产生的引力波信息,就好比在1公里的长度上找到比肉眼难见的原子核半径还要小1万倍的空间变化。这种变化还夹杂着大量的辐射波、噪音等干扰信息,光是数据采样频率就达到每秒1.6万次以上。

第三这个反射的镜面本身,要求也是很高。如果这个镜面本身的热运动超出了所测量的精度,那可能它的运动就会引发了噪声,就会大于所要测量的信号。这个镜面本身有很多层,我们叫镀膜,这个镀膜的技术要求也非常高,因为它要反射几十次以后,积聚的能量才会加长它的探测距离。

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这张图就是把所有影响天文台的因素都总结在了一起,紫色的这条线是天文台所能达到的一个最大的精度。为什么在十赫兹以下,我们就不行,因为Seismic noise这条曲线,在几赫兹到十赫兹以下,我们叫地表振动,由于这个天文台是在地面上建的,这个振动是无论如何你也去不掉了。这是天文台量测的基本情况。

最后我们再讲数据分析系统,除了仪器本身以外,我们还有一套计算机系统,各种曲线直接从天文台实时显示到屏幕上,同时所有的数据还会存下来,由于探测的频段在10赫兹到1000赫兹,所以是中高频频段,数据的采样频率就要非常高,达到每秒一万六千次。所有这些数据加起来,使得整个这个数据分析系统的数据量非常大。

(根据宣讲家网报告整理编辑,

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责任编辑:李天翼校对:叶其英最后修改:
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