引力波可能藏在原子发出的光里

作者: aeks | 发布时间: 2026-04-11 10:01 | 更新时间: 2026-04-11 10:01

学科分类: 光学工程 天文学 物理学 电子科学与技术

当原子吸收能量后,会很快通过释放特定频率的光回到低能态,这一过程叫自发辐射,源于原子与量子电磁场的相互作用。斯德哥尔摩大学博士生杰尔齐·帕乔斯指出:引力波会调制量子电磁场,从而影响自发辐射——具体表现为,朝不同方向传播的光子频率会发生微小偏移(相比无引力波时),但原子总的发光次数并不改变。正因如此,该效应长期未被察觉。其结果是在光谱中产生一种可识别的方向性分布模式,该模式隐含了引力波的传播方向和偏振信息,有助于把真实信号从背景噪声中区分出来。研究人员强调,基于原子钟原理的冷原子系统(依赖高精度光学跃迁,且能实现较长相互作用时间)特别适合验证这一效应,有望成为未来空间引力波探测的重要技术路径。他们将原子比作一个原本各向同性、音调稳定的乐器;而引力波经过时,会使这个‘音调’在不同方向上产生细微差异。斯德哥尔摩大学博士后纳文迪普·阿亚表示,该方法可能催生毫米尺度的紧凑型引力波传感器。尽管还需深入分析各类噪声以评估实际可行性,但初步估算结果令人鼓舞。若最终证实可行,它将大幅缩小探测器体积,降低使用门槛,为观测宇宙中剧烈天体事件提供全新手段。

DOI: 10.1103/1gtr-5c2f

标签: 冷原子 引力波探测 方向性光谱 自发辐射 量子电磁场