Wikimedia Taiwan/Photonics Program/宣傳稿/2016年2月16日
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猴年剛來,科學界就收到大紅包。愛因斯坦相對論中預言的「重力波」,在百年之後,LIGO團隊證實了它的存在。這新聞很快就獲得大量轉載,但你知道這也跟我們的光電領域有密切關聯嗎?
要解釋,就必須回頭從愛因斯坦談起。愛因斯坦雖然預言大質量的物體在運動時會產生重力波,但他認為重力波傳到地球後已經十分微弱,就好像隔了3層樓的Wifi熱點一樣,收不到訊號的。
但有科學家便想到可以用雷射挑戰這項難題。他們提出一項花費40年、投資6.2億美元的大計畫:藉由分束器將雷射分成兩道光束,各自沿相同長度、相互垂直的路徑行進。雷射經反射並進入光探測器後(見下圖),就能研究匯合後的「干涉」條紋。由於重力波會導致光線的兩點行進距離變長,雷射來回的時間就有差異,匯合後的條紋就會有所不同。
這個想法所用的工具,並不是新的發明,而是不少實驗室裡都有的「邁克生干涉儀」,只是LIGO團隊用的是特大號版,而且為了利於觀察,他們還讓雷射不斷在固定通道間往返,以加強能量。
重力波的新聞引發時,雖然正逢新年假期,還是有維基夥伴積極地寫出有關這道波的波源─「GW150914」,但協助人們收到訊號的幕後功臣:「邁克生干涉儀」條目就遜色許多。這是我們光電計畫的轄區了,伙伴們,一起改善它吧。