Юный техник 1982-07, страница 30
кой мощности, ничуть не легче, чем отыскать один-единственный атом в океане... Самые мощные источники гравитационного излучения — так называемые космические катастрофы. Например, гравитационный импульс при взрыве сверхновой звезды способен, по расчетам ученых, на Земле сжать или растянуть метровый стержень примерно на 2*10—17 сантиметра. Атом водорода, который не разглядишь и с помощью самого лучшего микроскопа, больше этой величины во столько же раз, во сколько земной шар больше виноградины!.. Это фантастически малое смещение готовятся уловить в предстоящем эксперименте. Орудием физиков для этой уникальной задачи должна стать наземная гравитационная антенна. Условно ее можно разделить на две основные части: приемник — протяженное твердое тело, в котором гравитационная волна возбудит механические колебания, и датчик, который позволит их зафиксировать и измерить. Каким должен быть приемник? Из школьной физики мы знаем, -что молекулы, из которых состоят все тела, находятся в постоянном движении — его называют тепловым или броуновским. Так вот, уловить на фоне теплового движения частиц изменение размеров антенны — это все равно что услышать за стеной шепот во время грозового раската. Как успокоить броуновское движение? Один из путей — увеличить массу приемника (при большей массе влияние теплового движения менее заметно) и охладить приемник до температуры, близкой к абсолютному нулю (при этом броуновское движение практически исчезает). Второй путь — изготовить приемник из материала, в котором колебания, вызванные гравитационным импульсом, будут как можно медленнее затухать, мак симально растянутся во времени. Тогда можно успеть с помощью особой электроники отфильтровать их от тепловых колебаний. (Так, повторяя по плохо работающему телефону какое-либо слово много раз, можно в конце концов добиться, чтобы собеседник понял его.) Чтобы как-то выделить пригодные для антенны материалы, физики даже придумали особую величину. Название ее звучит немного странно для точных наук — «добротность». Она равна отношению энергии, запасенной приемником в начале колебаний, к энергии, теряемой, например, за счет внутреннего трения в течение одного периода колебаний. Сотрудники Стэнфордского университета в США пошли по первому пути. Они создают алюминиевый приемник весом в 5 т, который будет работать при температуре в 0,003 К. А советские физики решили использовать оба способа: охлаждать приемник и делать его из материала с возможно большей добротностью. Они рассчитали: если сделать приемник не из чистого алюминия, а из его соединения с кислородом — А1203, то добротность приемника возрастет в тысячу раз! Значит, можно будет работать не с тоннами, а с килограммами! Да и охлаждать можно не так сильно. Теория предсказывает, что на таком приемнике длиной в 100 см, весом 40 кг, охлаждаемом до 2 К, можно будет регистрировать всплески гравитационного излучения, вызывающие в приемнике колебания с амплитудой даже Ю-19 см... Довести температуру приемника относительно небольшой массы до 2 К можно, поместив его в камеру, охлаждаемую жидким гелием. А вот где взять сорокакилограммовый кристалл... сапфира? (Ведь AI2O3 — это как раз химическая формула драгоценного камня.) Крупные природные 28 |
