科技大學(xué)物理學(xué)系副教授劉濤領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊提出了一種探測高頻引力波的突破性方法。該團隊的創(chuàng)新方法可利用現(xiàn)有的、技術(shù)上可行的行星磁層天文望遠鏡成功探測高頻引力波，為以有效且技術(shù)上可行的方式研究早期宇宙和劇烈的宇宙事件開辟新的可能性。

引力波是由各種天文現(xiàn)象產(chǎn)生的，例如早期宇宙的相變和原始黑洞的碰撞。然而，它們的效應(yīng)極其微弱，并且僅使用干涉測量法在相對較低的頻段被發(fā)現(xiàn)。因此，使用引力波觀測宇宙面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，特別是在探測 1 千赫茲以上的高頻頻段時，干涉測量法的使用受到嚴格限制。

為了解決這一難題，劉濤教授和他的博士后研究員張晨博士與中國科學(xué)院高能物理研究所的任靜研究員合作，在最近的研究中取得了重大突破。這項研究利用了引力波在磁場中可以轉(zhuǎn)換成潛在可探測的電磁波這一有趣的物理效應(yīng)。通過利用行星磁層內(nèi)的延伸路徑，可以提高轉(zhuǎn)換效率，從而產(chǎn)生更多的電磁波信號。由于行星實驗室內(nèi)信號通量的角分布很廣，因此對于具有寬視場的望遠鏡來說，探測能力可以進一步提高。

這種創(chuàng)新方法允許單個天文望遠鏡充當引力波信號的探測器。通過組合多個望遠鏡，可以實現(xiàn)從兆赫到 10^28 赫茲的廣泛高頻引力波頻率覆蓋。這個頻率范圍相當于天文觀測中使用的電磁波譜，包括很大一部分以前從未在引力波探測中探索過的部分。這項研究對低地球軌道上的衛(wèi)星探測器和木星磁層內(nèi)正在進行的任務(wù)的靈敏度進行了初步評估。

這項研究于 3 月發(fā)表在《物理評論快報》上，隨后 5 月《自然天文學(xué)》在一篇題為《行星大小的實驗室提供宇宙學(xué)見解》的文章中重點介紹了這項研究。這強調(diào)了這項研究對未來研究新型引力波探測技術(shù)鋪平道路的重要性。