美激光干涉仪引力波天文台将迎来重大升级

       图片来源：Victor de Schwanberg

未来10年，发现引力波将成为几乎每个小时都会发生的事情。英国和美国资助机构日前宣布，从2023年左右开始，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）将经历2015年以来最重要的一次升级。 【《自然》相关文章】

美国国家科学基金会为“先进LIGO+”（ ALIGO+）项目贡献2040万美元经费，英国研究和创新部将另外提供1070万英镑（合1370万美元），澳大利亚也将作出小幅贡献。对华盛顿州和路易斯安那州的两个LIGO地点进行的升级，将包括增加一个300米长的高真空光共振腔。这将帮助科学家在LIGO探测系统核心处操控激光的量子属性，并且减少噪音干扰。

LIGO包括两台分别位于华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿的L形干涉仪，每台均拥有两个4公里长的干涉臂。它于2002—2010年首次运行，随后在大规模升级后于2015年重启。

同年9月，该观测台首次发现了来自两个黑洞合并的引力波。目前，它已经探测到10次黑洞合并，外加一次两颗中子星的合并。LIGO一直进行着周期性改进，在经历了将其敏感度增加50%的升级后目前正计划重开。

不过，ALIGO+升级将更加激动人心。格拉斯哥大学物理学家Ken Strain介绍说，如果一切按计划进行，LIGO将能探测到发生在距地球325百万秒差距（约10亿光年）范围内的中子星—恒星合并。同时，ALIGO+升级将使LIGO的敏感度增加近一倍。

LIGO已经能发现数十亿秒差距之外的黑洞。到2022年，它应当每天都能探测到约1起此类事件。随后的ALIGO+升级将使每隔几个小时发现1起此类事件成为可能。

LIGO项目前负责人Barry Barish在华盛顿的新闻发布会上表示，变化还包括提高观测质量。例如，减少噪音将使研究人员得以弄清黑洞在合并前是如何旋转的，这会提供关于黑洞历史的线索。“它给了你现在无法做到的测量物体的能力。”加州理工学院物理学家、共享2017年诺贝尔物理学奖的Barish说。