Fale grawitacyjne to niewielkie zniekształcenia czasoprzestrzeni, powstające podczas zderzeń masywnych obiektów, takich jak czarne dziury czy gwiazdy neutronowe. Choć ich wykrycie jest niezwykle trudne ze względu na mikroskopijny efekt, nowatorskie badania wskazują, że magnetyczne systemy mogą stać się wyjątkowo czułymi detektorami tych fal. To zupełnie nowa metoda, która może znacząco poszerzyć możliwości badawcze współczesnej astronomii i fizyki.
Dotychczas wykorzystywano przede wszystkim interferometry laserowe, takie jak LIGO, które mierzą minimalne zmiany odległości spowodowane przejściem fal grawitacyjnych. Nowa koncepcja opiera się na wykorzystaniu bezpośrednich pól magnetycznych jako czujników. Gdy fala grawitacyjna przechodzi przez pole magnetyczne generowane przez prąd stały, powoduje oscylacje przewodów elektrycznych, które z kolei generują prąd zmienny o częstotliwości odpowiadającej fali grawitacyjnej. Taki sygnał można zmierzyć i przeanalizować, co pozwala na wykrycie nawet bardzo subtelnych zakłóceń.
Proponowane urządzenie działa na zasadzie rezonansu, przypominając klasyczny detektor masy, zwany „magnetycznym prętem Webera”. Zaletą tej metody jest szeroki zakres częstotliwości, na które detektor jest czuły, co może doskonale uzupełniać ograniczenia obecnych detektorów laserowych.
Co więcej, systemy magnetyczne wykorzystywane są również w poszukiwaniach ciemnej materii, zwłaszcza hipotetycznych cząstek zwanych axionami. Eksperymenty takie jak DMRadio czy ADMX-EFR używają zaawansowanych układów magnetycznych do polowania na te trudne do wykrycia cząstki. Dzięki nowemu podejściu mogą one jednocześnie służyć jako detektory fal grawitacyjnych, co czyni badania bardziej efektywnymi.
To połączenie dziedzin — astrofizyki fal grawitacyjnych i badań ciemnej materii — pokazuje, jak rozwój technologii i teorii w jednym obszarze może przynieść niespodziewane korzyści w innym. Obecnie trwają prace nad praktycznym zademonstrowaniem tej metody i optymalizacją czułości magnetycznych detektorów.
Nowa technologia może przyczynić się do lepszego zrozumienia najbardziej gwałtownych zjawisk we Wszechświecie oraz jednej z największych zagadek współczesnej fizyki — natury ciemnej materii. W ten sposób współczesna fizyka pokazuje, że nawet pozornie odległe dziedziny nauki mogą łączyć się, otwierając nowe drogi do poznania tajemnic Kosmosu.
Źródło: Universe Today
