Ученые поймали гравитационные волны от первичных черных дыр

Австралийские и европейские ученые создали детектор гравитационных волн нового типа, способный регистрировать высокочастотные гравитационные волны. Статья об этом опубликована в журнале APS Physics Американского физического общества.

За первые полгода работы детектора было обнаружено два события, которые могут быть вызваны новым типом гравитационных волн, ранее никогда еще не регистрировавшимися. Такие высокочастотные гравитационные волны могут создаваться небольшими первичными черными дырами — реликтами, сохранившимися со времен Большого взрыва, — либо облаками частиц темной материи.

Гравитационные волны были предсказаны Альбертом Эйнштейном, который предположил, что ускоренное движение объектов, обладающих мощной гравитацией, может вызывать волны, создающие искривления в пространстве-времени, которые будут распространяться по Вселенной подобно другим типам волн, например электромагнитным. Это предсказание было подтверждено в 2015 году при первом обнаружении сигнала от гравитационной волны коллаборациями LIGO и VIRGO. Такие низкочастотные гравитационные волны, которые теперь на постоянной основе регистрируются на установках LIGO и VIRGO, вызваны слияниями пар черных дыр и нейтронных звезд. Однако подобные детекторы не способны обнаруживать высокочастотные волны.

Новый детектор, разработанный исследовательской группой Университета Западной Австралии, использует кварцевый резонатор объемных акустических волн, в основе которого находится диск из кристалла кварца, способный вибрировать на высоких частотах под воздействием акустических волн и индуцировать электрический заряд на приложенных к нему проводящих пластинах. К нему подключен сверхпроводящий квантовый интерференционный усилитель SQUID. Устройство тщательно защищают от паразитных электромагнитных полей и охлаждают до низких температур, что позволяет ему детектировать акустические колебания кристалла кварца со сверхнизкой энергией.

Впрочем, ученые еще не до конца определились с природой улавливаемых ими сигналов, поэтому обнаружение высокочастотных гравитационных волн требует дополнительных подтверждений.