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- 歐洲核子研究組織（CERN）使用的傳感器可以幫助重力波獵手
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/10/27
Advanced Virgo探測(cè)器的鳥瞰圖，已安裝并正在測(cè)試CERN使用的精密激光干涉儀。信用：處女座合作
它以一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的目標(biāo)開始：為新型設(shè)備創(chuàng)建原型，以監(jiān)視CERN地下結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。但是該項(xiàng)目是CERN與俄羅斯杜布納聯(lián)合核研究所（JINR）合作的結(jié)果，很快就得到了發(fā)展。該原型機(jī)變成了幾個(gè)成熟的設(shè)備，可以潛在地用作地震預(yù)警系統(tǒng)，并可以用來監(jiān)視其他地震振動(dòng)。而且，這種稱為精密激光傾角儀的設(shè)備可以在CERN及以后的地區(qū)使用。該項(xiàng)目的研究人員現(xiàn)在正在Advanced Virgo檢測(cè)器上測(cè)試一種設(shè)備，該設(shè)備最近檢測(cè)到了引力波，這是愛因斯坦一個(gè)世紀(jì)前預(yù)測(cè)的時(shí)空結(jié)構(gòu)中的微小波動(dòng)。如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，
與傳統(tǒng)的地震儀不同，傳統(tǒng)的地震儀通過對(duì)懸在彈簧上的重物的影響來檢測(cè)地震動(dòng)，而精密激光傾角儀（PLI）則可以測(cè)量其對(duì)液體表面的影響。通過將激光指向液體并觀察其反射方式來進(jìn)行測(cè)量。與重力彈簧地震儀相比，PLI除了平移運(yùn)動(dòng)（上下和左右）外，還可以檢測(cè)角運(yùn)動(dòng)，并且可以非常高精度地拾取低頻運(yùn)動(dòng)。
歐洲核子研究組織首席研究員貝尼米諾·迪吉羅拉莫說：“ PLI非常靈敏，在刮風(fēng)的日子甚至可以檢測(cè)到日內(nèi)瓦湖上的海浪。” “它可以拿起具有與2.4×10的靈敏度1 MHz和12.4赫茲之間的頻率的地震運(yùn)動(dòng)-5微弧度/赫茲? ”，解釋從JINR聯(lián)合首席研究員儒略Budagov。來自JINR的首席研究員Mikhail Lyablin補(bǔ)充說：“這相當(dāng)于在1米的距離上測(cè)量24皮克（24萬億分之一米）的垂直位移�！�
對(duì)于8月17日意大利北部發(fā)生的地震，PLI（下兩個(gè)圖）采集的信號(hào)與處女座上已安裝的設(shè)備（上兩個(gè)圖）相同。圖片來源：Beniamino Di Girolamo / CERN
該團(tuán)隊(duì)在JINR和CERN的TT1隧道上組裝并測(cè)試了PLI原型。它的性能非常好，以至于有潛力成為高亮度大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（HL-LHC）和其他機(jī)器和實(shí)驗(yàn)的有用的預(yù)警地震系統(tǒng)。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)及其質(zhì)子束對(duì)地震活動(dòng)具有極強(qiáng)的魯棒性，但是HL-LHC將使用較窄的束來增加質(zhì)子-質(zhì)子碰撞的次數(shù)，因此有可能發(fā)現(xiàn)粒子物理學(xué)。這意味著，如果發(fā)生震級(jí)相對(duì)接近CERN的高強(qiáng)度地震，光束更可能偏離中心。位于機(jī)器上幾個(gè)點(diǎn)的PLI可以用作此類事件的預(yù)警系統(tǒng)。
鑒于PLI的潛力，HL-LHC項(xiàng)目已支持該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建多個(gè)新的PLI。一個(gè)PLI已經(jīng)安裝在亞美尼亞的Garni地震臺(tái)上，另外一個(gè)已在CERN的知識(shí)轉(zhuǎn)移小組和意大利的INFN研究所的支持下部署到了高級(jí)處女座所在的意大利歐洲重力天文臺(tái)。處女座PLI是在JINR總干事的鼓勵(lì)下，在CERN管理層的鼓勵(lì)下于2018年11月在APPEC會(huì)議之后開始合作的結(jié)果。合作非常順利，不到一年，便對(duì)Virgo PLI進(jìn)行了測(cè)試。
首次測(cè)試的結(jié)果令人鼓舞。8月6日，PLI僅采集了15分鐘的數(shù)據(jù)，就獲得了與處女座已經(jīng)安裝的設(shè)備相同的信號(hào)，從那天起，它開始連續(xù)運(yùn)行并檢測(cè)到幾次小震級(jí)地震。處女座和PLI團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在建立從PLI到處女座數(shù)據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流。這將使比較來自不同地震設(shè)備的數(shù)據(jù)和評(píng)估PLI對(duì)處女座的運(yùn)行和引力波的潛在影響變得更加容易。。羅馬拉薩皮恩扎大學(xué)的前處女座發(fā)言人富爾維奧·里奇說：“處女座和美國(guó)的兩個(gè)LIGO探測(cè)器最近開始了對(duì)引力波的另一次搜索，它將比以前的搜索更深入宇宙�！� 他補(bǔ)充說：“我們相信PLI可以在這一重要搜索中發(fā)揮作用�！�
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