引力波是空间波动它可能改变陷阱的形状

引力波这个概念是爱因斯坦在1995年提出的,基于广义相对论他给出了解释,认为引力其实是时空弯曲的表现,当宇宙中存在黑洞、中子星或者白矮星这类致密天体发生碰撞或者合并时,强大的引力波就会产生并向外传播,引起周围时空剧烈震荡。这种波碰到任何物体都会让它变形,比如一个正方体在引力波作用下就会变成长方体,反之只要发现这种变形就说明检测到了引力波。但因为能产生这种波的天体都在极遥远的地方,等到信号传到地球时已经非常微弱,所以在地球上直接探测引力波难度极大。 要在地球上进行探测需要用到非常庞大精密的设备,典型的装置就是引力波激光干涉仪。它的工作原理是把一束激光引出后分成两路,一路穿透镜子继续往前走,另一路则被反射到垂直的方向上。两束光分别经过多次反射后汇聚在一起发生干涉,干涉图案取决于两束光走过的距离差。当没有引力波时距离差为零图案是亮斑,一旦引力波传来导致空间发生微小的伸缩距离差就会改变进而让图案发生变化。这种仪器非常敏感哪怕在地球到太阳这么长的距离上只要发生一个原子大小的变化都能被发现。 虽然这类仪器精度高但体积巨大就像德国那台坐落在两条垂直隧道里的设备每段隧道长达4千米计划中的卫星装置体积还会更大。不过也有其他技术能达到同样精度而且设备只要普通桌子那么大。这项技术是利用了爱因斯坦提出的玻色-爱因斯坦凝聚现象。微观粒子都有自旋这个量子特性它只能取特定的数值有的叫玻色子有的叫费米子有趣的是玻色子喜欢扎堆而费米子喜欢独处当很多玻色子聚在一起步调一致就形成了玻爱凝聚。 常温下因为热运动的干扰很难实现玻爱凝聚直到1995年科学家才成功让气态铷原子在极低温下(约10-7K)聚成一团像个量子物体只要稍有扰动原子团就会振动。最近的实验证明这种处于凝聚态的原子团可以用来探测引力波科学家把原子困在激光形成的陷阱里来实现凝聚改变陷阱的尺寸形状就能让里面的原子产生振动而引力波是空间波动它可能改变陷阱的形状我们在原子团里就能探测到振动从而证实引力波的存在当然为了排除干扰实验环境必须非常安静。