Cómo la "compresión" cuántica ayudará a LIGO a detectar más ondas gravitacionales.
Poner presión en la luz mejora los observatorios de ondas gravitacionales.
Una actualización de uno de estos observatorios, LIGO, que resulta de explotar una regla cuántica conocida como el principio de incertidumbre de Heisenberg, facilita la detección de las ondulaciones del espacio-tiempo que surgen de algunos de los eventos más violentos del cosmos.
Como resultado, LIGO debería detectar hasta un 65 por ciento más de colisiones entre objetos masivos como agujeros negros y estrellas de neutrones de lo que lo haría sin la actualización, informan los investigadores en un próximo número de Physical Review X.
Para buscar las ondas gravitacionales, los investigadores de LIGO confían en la luz láser que se mueve en un detector entre espejos colocados a cuatro kilómetros de distancia. Pero la luz está sujeta a una versión del principio de incertidumbre de Heisenberg que garantiza que cuanto más se sabe sobre la intensidad de una señal de luz, menos se sabe sobre su frecuencia. Esto limita la capacidad de los investigadores para detectar las ondas gravitacionales.
En 2019, los científicos de LIGO recurrieron al "squeezing" cuántico, que, en efecto, redujo la incertidumbre en la frecuencia del láser y aumentó la incertidumbre en su intensidad (SN: 2/15/19). Esto permitió a los investigadores aumentar la potencia del láser y mejorar la capacidad de LIGO para detectar ondas de frecuencias más altas. Pero aumentar aún más la potencia habría dificultado la medición de ondas de baja frecuencia al agregar un rumor de baja frecuencia a la señal.
La solución, descrita en el nuevo estudio, fue utilizar el "squeezing" cuántico para reducir la incertidumbre en la intensidad del láser en bajas frecuencias, al mismo tiempo que reducía la incertidumbre de frecuencia en las mediciones de frecuencias más altas.
Incluso los observatorios de ondas gravitacionales de próxima generación se beneficiarán de este nuevo resultado, dice la física Lisa Barsotti del MIT. "La belleza es que puedes hacer ambas cosas. Puedes empujar los límites de lo que es posible con la tecnología de potencia del láser y del diseño del espejo, y luego hacer el "squeezing" encima de eso".
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