科技工作者之家
科技工作者之家APP是专注科技人才，知识分享与人才交流的服务平台。
近年来的研究已证明，太空深处的黑洞或中子星所产生的引力波确实能够到达地球，然而，它的影响力是如此之弱，以至于地球上的科学家们只能利用长达一公里的测量设备才能捕捉观测到这种波。因此，物理学界目前正在探讨的热门课题是，如何利用具有有序量子特性的超冷和超微玻色-爱因斯坦凝聚态物质来制造微型引力波探测器。据《物理评论D》杂志11月30日刊发的一篇研究论文称，来自德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心（HZDR）和德累斯顿工业大学（TU Dresden）的拉尔夫·舒茨霍尔德（Ralf Schützhold）教授最近对这一提议的理论假设基础进行了仔细的审视和研究，最后得到的理性客观的结论是，目前的实验方法所能提供的证据支撑还远远不足以实现这一提议。
早在1916年，爱因斯坦就提出了引力波理论，但是之后的一百年，物理学家们一直未能证实引力波的存在，原因是它太过于微弱。终于，中欧时间2015年9月14日上午11点51分，科学家们利用位于美国的两根4公里长的垂直真空管成功捕捉到了13亿光年外两个巨型黑洞——分别相当于约36个太阳和29个太阳的物质量——撞击合并所产生的引力波。
尽管天体物理学家们现在可以利用引力波来观测宇宙中的大型事件，比如两个黑洞合并或是巨型恒星爆炸，但是他们也在思考：是否有比4公里长的垂直真空管更容易操作的实验设备？于是，他们的目光落在一种被称为玻色-爱因斯坦凝聚态的物质上。
早在1924年，萨特延德拉纳特·玻色（Satyendranath Bose）和爱因斯坦就已经对这种物质的存在和性能进行了预测。舒茨霍尔德解释道：“这种冷凝物可以被看作是由单个原子被冷却到超低温而产生的、被高度稀释后发生凝结的蒸汽。”而这个实验的整个过程直到1995年才成功被美国物理学家实现。对如何利用这一物质来观测引力波，舒茨霍尔德打了一个简单的比喻：“比如有一大桶水，（引力波产生影响的）过程就有点类似于地震波影响和改变桶中现有水波的过程。”
然而，当HZDR理论物理系的主任对这一现象的基本原理进行仔细研究时，他肯定确认了，如果要用该技术探测黑洞合并产生的引力波，那么这种玻色-爱因斯坦凝聚态物质的大小必须比目前所可能的还要大几个数量级。此外，该系的研究人员还提出了另一个可能的证据来证明该观点，即如果要利用超流氦——一种非纯的玻色-爱因斯坦凝聚态物质——来探测引力波的话，那么只能通过极其复杂的计算才能证明这一手段是否可行。因此，打造微型引力波探测器仍是科学家们在未来的努力方向。
科界原创
编译：Jonathan
审稿：alone
责编： 唐林芳
期刊来源：《物理评论D》
期刊编号：2470-0010
原文链接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-12/hd-mft121218.php
版权声明：本文由科界平台原创编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源科技工作者之家—科界App。
微信
科技工作者之家
京公网安备11010202008424号
