LISA 和 LISA 探路者 - 从太空探测引力波

关于项目

爱因斯坦预言的引力波的证明被认为是物理学史上最伟大的里程碑之一。2017 年,首次在 LIGO 和 VIRGO 该项目获得了诺贝尔物理学奖。

为了能够更灵敏地测量引力波,尤其是减少干扰信号,欧洲航天局(ESA)的科学家们正在进行引力波的空间测量,这是 LISA(激光干涉仪空间天线)任务的一部分。LIGO 项目的测量是在地球上进行的,而 LISA 将首次利用卫星从太空进行测量。这样做的好处是可以探测到更低频率范围的引力波,并消除对地球的干扰影响。

天文学家早在 2016 年就利用前身项目 "LISA 探路者 "对 LISA 任务进行了测试。作为 LISA 探路者计划的一部分,科学家们将一颗试验卫星送入太空,卫星上装有未来测量和控制系统的小型复制品。这项在轨试验的成功 - LISA 任务的所有关键技术都可以在现有条件下进行太空测试。

一张展示欧空局 LISA 探路者飞行任务的照片
©ESA-C.卡罗

我们的贡献

LISA 探路者测量和控制系统以及未来 LISA 任务的核心是一个干涉仪,它的光学器件由贺利氏的熔融石英玻璃Suprasil制成。Suprasil 带来的探测结果远远超出了科学家对精准度的预期。干涉仪的另一个部件也由贺利氏提供:两个由金-铂合金制成的立方体作为系统的端镜。立方体之间的距离,以及不同航天器之间的距离,是通过高精度的测量技术并借助激光束来控制的。通过这种方式,极有可能探测到由引力波引起的微小范围内的时空变化以及由此引起的卫星之间距离的变化。这些距离作为研究参考,对于引力波的测量至关重要。

在接下来的几年里,ESA将根据所获得的知识为 LISA 任务做准备,预计该任务将于 2034 年发射。贺利氏还将为该项目的光学元件提供高纯度、抗辐射能力极强的石英玻璃。

LISA 光学工作台图片,它是 Heraeus 引力波探测研究的重要组成部分
©格拉斯哥大学和伯明翰大学