Австралийцы создали покрытие для LIGO с точностью до 1—2 нанометров

Команда совершенствовала технологию три года и изготовила два оптических элемента, через которые проходит лазерный луч интерферометра. Гравитационные волны меняют расстояние между зеркалами детектора примерно на одну миллионную от одной миллиардной ширины человеческого волоса. Чтобы обнаружить такое слабое изменение, LIGO нужен стабильный лазер, а мельчайшие дефекты оптики могут добавить шум и скрыть сигнал.

Каждый изготовленный в университете светоделитель представляет собой диск из сверхчистого стекла диаметром 45 сантиметров и массой более 20 килограммов. На одну сторону нанесли покрытие, которое делит лазерный луч пополам. На другую нанесли слой с очень низкой отражательной способностью: он подавляет отражение более чем в 1000 раз эффективнее, чем обычная линза очков.

Толщину покрытия контролировали почти с точностью до одного атомного слоя. На поверхности размером почти полметра допустимое отклонение составляет всего 1—2 нанометра. Для такой работы ANU разработал восемь автоматизированных систем, которые очищают, измеряют и перемещают оптические элементы без прикосновения человека.

Даже крошечная пылинка или дефект поверхности могут испортить результат. Поэтому покрытия создавали в новой чистой комнате Школы физических исследований ANU, где поддерживают чистоту, сопоставимую с чистотой при производстве современных полупроводников. Университет сообщает, что в мире есть только две группы, способные изготавливать покрытия, отвечающие требованиям гравитационно-волновой астрономии.

Повышение чувствительности позволит LIGO фиксировать больше событий и слабые сигналы от более далёких слияний компактных объектов. Гравитационные волны помогают изучать чёрные дыры и нейтронные звёзды независимо от их электромагнитного излучения. Первую гравитационную волну зарегистрировали в 2015 году, подтвердив предсказание Эйнштейна, сделанное столетием ранее.