Более эффективными должны стать сферические детекторы. Теоретически это обосновал астрофизик (известный также как писатель-фантаст) Роберт Форвард (Robert Forward) в 1975 году, всего через несколько лет после начала работы первых установок Вебера. Сферические детекторы не только чувствительнее цилиндрических, но еще и одинаково хорошо принимают сигналы с любого направления, а также позволяют определить это направление. Это как раз то, что нужно, если мы стремимся зарегистрировать хоть какой-нибудь сигнал, откуда бы он ни исходил. Подобные детекторы не строились из-за высокой технологической сложности, но сейчас уже создаются первые их прототипы.
Детекторы гравитационных волн
AURIGA
Леньяро близ Падуи, Италия
Резонансный
M = 2,23 т, Т = 0,2 К
EXPLORER
ЦЕРН, Женева, Швейцария
Резонансный
M = 2,27 т, Т = 2,6 К
NAUTILUS
Фраскати близ Рима, Италия
Резонансный
M = 2,26 т, Т = 0,13 К
ALLEGRO
Батон Руж, шт. Луизиана, США
Резонансный
M = 2,30 т, T = 4,2 K
TAMA
Токио, Япония
Лазерный
L = 300 м
GEO 600
Ганновер, Германия
Лазерный
L = 600 м
VIRGO
Пиза, Италия
Лазерный
L = 3 км
LIGO
Хенфорд, шт. Вашингтон, США
Лазерные
L = 2 км и 4 км
Ливингстон, шт. Луизиана, США
Лазерный
L = 4 км
miniGRAIL
Лейден, Голландия
Сферический
D = 65 см, М = 1,15 т
Сборка резонансного детектора AURIGA. Видны торцы трех медных защитных труб, окруженных емкостью для жидкого гелия
Включить лазеры!
Хотя гравитационные волны еще не зарегистрированы, наблюдения уже идут полным ходом. Основные надежды ученых «услышать Вселенную» возлагаются сейчас на лазерные детекторы, чей принцип действия основан на явлении интерференции. Полупрозрачное диагональное зеркало расщепляет лазерный луч на два: один, например, вдоль ожидаемого пути волны, другой — в перпендикулярном направлении. Эти лучи проходят по длинным туннелям, сотни раз отражаясь от поставленных друг напротив друга зеркал, а затем вновь объединяются с помощью полупрозрачного зеркала. При сложении электромагнитные волны могут усилить, ослабить или даже полностью погасить друг друга в зависимости от разности фаз, а эта разность зависит от длины пути, пройденного каждым лучом.
Под действием гравитационной волны сначала одно плечо нашего прибора станет чуть короче, а другое — длиннее, потом ситуация поменяется на противоположную. Наблюдения за интерференцией лучей позволяют заметить сдвиги зеркал на ничтожные доли длины волны лазерного излучения. Обнаружение этих сдвигов и будет доказательством существования гравитационных волн. Чувствительность детектора увеличивается с ростом длины плеч и числа отражений. В отличие от резонансных детекторов у лазерных нет выделенной собственной частоты колебаний. Если твердотельные детекторы в основном «слышат» колебания с частотой около 1 килогерца, то интерферометры могут регистрировать волны в широком диапазоне с частотами примерно от 10 Гц до 10 кГц.
