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一个130年的技术为何获得诺贝尔奖

一个130年的技术为何获得诺贝尔奖
  1887年,阿尔伯特·迈克尔森(Albert Michelson)做了一个实验:“检测发光乙醚”。当时,物理学家认为,乙醚渗透到宇宙中,作为光波移动的媒介,就像波浪穿越海洋一样。实验证明是失败的。神秘的醚并不存在。

但是,迈克尔森倡导的这项研究却在一个多世纪后发现了一个非常真实而重要的天文现象:“引力波”。空间和时间结构中的波纹来自两个黑洞之间的暴力碰撞。激光干涉仪重力波观测台或LIGO的科学家利用迈克尔逊的研究在2015年9月首次直接观测引力波。

一个130年的技术为何获得诺贝尔奖

爱因斯坦(Albert Einstein)在1916年预测到了引力波的存在,但是扭曲很小,观察困难,没有人直接检测到它们。自从第一次发现以来,LIGO的科学家已经再次检测到它,并在2017年10月3日获得了诺贝尔物理学奖。

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Michelson研究中心的仪器被称为干涉仪,其操纵封闭管内的光以对自然现象进行微小的测量。LIGO拥有两个互相垂直的长臂,每个臂长4公里,放置成L形,末端有反射镜。管道采用不锈钢制成,直径1.2米,内部抽成高真空。LIGO科学家将激光瞄准L形管,让它在镜子之间来回移动。当引力波到达地球时,它们的波纹穿过管臂,拉伸和收缩。扭曲会改变光线反射的距离,变化的大小是质子宽度的大约千分之一。LIGO的干涉仪基本上是迈克尔逊干涉仪在18世纪80年代的巨型版本。额外的技术将LIGO的干涉仪延伸到1120公里,使得仪器比迈克尔逊所使用的大144000倍,并且足够灵敏地检测到引力波。

迈克尔森和LIGO的科学家有一些共同点:他们都是诺贝尔奖获得者。迈克尔森在1907年获得了物理学奖,其研究光的速度和性质,成为第一个获得科学诺贝尔奖的美国人。他可能没有找到发光的乙醚,但他率先发现了一些更难以捉摸的技术。(科技新发现 康斯坦丁/文)



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