暗物质研究人员设计的世界首个探测器记录罕见事件

　　石英晶体体声波谐振器。
　　ARC 暗物质粒子物理卓越中心 (CDM) 和西澳大利亚大学的研究人员建造了一种突破性的探测器，旨在使用石英捕获高频引力波。
　　在其运行的前 153 天中，探测到了两个事件，它们原则上可能是高频 引力波，而科学家此前从未记录过这些事件。
　　这种高频引力波可能是由原始黑洞或暗物质粒子云产生的。
　　结果发表在本月《 物理评论快报》 上的一篇题为＂用体声波高频引力波天线检测到的罕见事件＂的文章中。
　　引力波最初是由阿尔伯特·爱因斯坦预测的，他认为天文物体的运动会导致时空曲率波在宇宙中荡漾，就像石头落入平坦的池塘引起的波浪一样。这一预测在 2015 年通过首次探测到引力波信号得到证实。
　　科学家认为，低频引力波是由两个黑洞相互旋转并合并或一颗恒星消失在黑洞中引起的。
　　从那时起，引力波研究的新时代开始了，但当前这一代有源探测器仅对低频信号具有很强的灵敏度；在天文学中，高频引力波的探测仍然是一个尚未探索且极具挑战性的前沿。尽管大部分注意力都集中在低频引力波上，但也有大量关于高频引力波源的理论建议，例如原始黑洞。
　　由 CDM 研究团队设计的用于拾取高 频引力波的新型探测器围绕石英晶体体声波谐振器 (BAW) 构建。该设备的核心是一个石英晶体盘，由于声波穿过其厚度，它可以高频振动。然后这些波会在设备上感应出电荷，可以通过在石英盘的外表面上放置导电板来检测电荷。
　　BAW 设备连接到一个称为 SQUID 的超导量子干涉设备，该设备充当来自石英 BAW 的低电压信号的极其灵敏的放大器。该组件被放置在多个辐射屏蔽中以保护其免受杂散电磁场的影响，并冷却到低温以允许在 SQUID 放大器的帮助下将石英晶体的低能量声振动检测为大电压。
　　该团队包括 Maxim Goryachev 博士、Michael Tobar 教授、William Campbell、Ik Siong Heng、Serge Galliou 和 Eugene Ivanov 教授，他们现在将致力于确定信号的性质，可能会确认对高频引力波的检测。
　　坎贝尔先生说，引力波只是被探测到的一个可能的候选者，但对结果的其他解释可能是带电粒子的存在或机械应力的积累、流星事件或内部原子过程。这也可能是由于质量非常高的暗物质候选物与探测器相互作用。
　　坎贝尔先生说：＂令人兴奋的是，这次事件表明新探测器很灵敏并为我们提供了结果，但现在我们必须确定这些结果的确切含义。＂
　　＂通过这项工作，我们首次证明了这些设备可以用作高灵敏度引力波探测器。这个实验是目前世界上仅有的两个正在寻找这些频率的高频引力波的实验之一，我们有计划将我们的研究范围扩展到更高的频率，这是以前没有其他实验研究过的。这项技术的发展可能会首次探测到这些高频的引力波，让我们对引力波天文学这一领域有了新的认识。
　　＂下一代实验将涉及构建探测器的克隆和对宇宙粒子敏感的介子探测器。如果两个探测器发现引力波的存在，那将非常令人兴奋，＂他说。