Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Yerçekimi dalgaları, uzak astronomik nesneler tarafından oluşturulan ve büyük karmaşık dedektörler (LIGO, Virgo ve KAGRA gibi) tarafından algılanan uzay-zamandaki dalgalanmalardır.

Dedektör verilerinde yerçekimi dalgası sinyallerini bulmak gelişmiş sinyal işleme teknikleri ve süper hesaplama kaynakları gerektiren karmaşık bir iştir. Bu karmaşıklık nedeniyle lisans laboratuvarında yerçekimi dalgası aramalarını açıklamak zordur, çünkü özellikle bir yerçekimi dalgası detektörü veya süper bilgisayar kullanarak canlı gösterim mümkün değildir. Sadeleştirme ve benzetme yoluyla, masa başı gösterimler bu araştırmaları ve teknikleri açıklamada etkilidir.

Birden fazla kurum ve disiplinden OzGrav bilim insanlarından oluşan bir ekip, yerçekimi dalgası aramalarını ve sinyal işleme tekniklerini açıklamak için veri analizi örnekleriyle bir masa üstü gösteri tasarladı. Gösteri hem fizik hem de mühendislik lisans laboratuvarlarında bir öğretim aracı olarak kullanılabilir bu yüzden American Journal of Physics'te yayınlanacak.

Masa üstü yerçekimi dalgası gösterileri

Yerçekimi dalgası dedektörleri çok karmaşık ve devasadır - lazer ışığı kilometrelerce uzunluktaki tüplere gönderilebilir! Öte yandan bir yerçekimi dalgası dedektörünün işleyişi, masa üstü ekipman kullanılarak gösterilebilir. Adelaide Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, tam da bunu yapmak için AMIGO'yu geliştirdiler. Bu çalışmanın ortak yazarı ve Adelaide Üniversitesi'nde OzGrav doktora öğrencisi olan Deeksha Beniwal, "Taşınabilir interferometre olan AMIGO ile, LIGO'nun ışığın temel özelliklerini evrenin en uzak noktalarından dalgalanmaları algılamak için nasıl kullandığını kolayca paylaşabiliriz."

Bu çalışma hem fizik hem de elektrik mühendisliği öğrencileri için çeşitli örneklerle taşınabilir interferometre gösterimini genişletiyor. Çalışmanın ortak yazarı ve Melbourne Üniversitesi'nde elektrik mühendisliği alanında OzGrav doktora öğrencisi olan Changrong Liu, “Bu proje benim gibi elektrik mühendisliği öğrencilerine bilgilerinin bir kısmını gerçek ve heyecan verici fiziksel dünyaya aktarmaları için harika bir fırsat sunuyor” dedi.

Sürekli yerçekimi dalgaları avını açıklamak

Masa üstü kurulumla sinyal aramayı göstermek için ekibin öncelikle bulmak için bazı sahte sinyaller yapması gerekiyordu. Ses benzetmesinin devreye girdiği yer burasıdır: Ses sinyalleri, dedektörle etkileşime giren yerçekimi dalgalarını taklit etmek için kullanılır. Ekip, henüz tespit edilmemiş bir tür yerçekimi dalgası olan sürekli yerçekimi dalgaları avını göstermeye odaklandı.

Araştırmanın ortak yazarı ve (Birmingham Üniversitesi'nde) OzGrav Yardımcı Araştırmacısı olan Hannah Middleton, “Sürekli dalgalar, dönen nötron yıldızlarından gelen uzun süreli sinyallerdir. Bu sinyaller dedektör verilerinde her zaman mevcut olmalıdır, ama zorluk onları bulmaktadır. Bu gösteri, doğrudan OzGrav fizikçileri ve elektrik mühendisleri tarafından sürekli yerçekimi dalgaları avında geliştirilen tekniklerden esinlenmiştir!“ dedi.

Sürekli bir dalga sinyalinin frekansı yavaşça değişebilir. Bu nedenle bu gösterimde kullanılan ses sinyallerinin frekansı da değişir. Sesi yerçekimi dalgalarına bir analog olarak kullanarak başıboş bir tonu algılamak için ne gerektiğini gösteriliyor: Balina şarkısı gibi perdeyi yavaşça değiştiren uzun bir sinyal.

 Makale: https://aapt.scitation.org/doi/10.1119/10.0009409