重力波是由黑洞碰撞等強大宇宙事件產生的時空小漣漪。到目前為止，科學家已經能夠使用綿延數英里的巨型儀器來檢測距離的微小變化。一項新的理論研究，接受發表於 體檢信他提出了一個非常不同的策略。來自斯德哥爾摩大學、諾迪塔大學和蒂賓根大學的研究人員提議研究這些波如何巧妙地改變原子發出的光。儘管這個想法很有希望，但尚未經過實驗測試。
吸收能量的原子不會長時間保持興奮狀態。它們透過以特定頻率發射光來快速返回到較低的能量狀態，這個過程稱為自發性發射。這種行為來自原子與量子電磁場的相互作用。
斯德哥爾摩大學博士生 Jerzy Paczos 表示：“重力波調節量子場，進而引起自發性發射。” “與無波情況相比，這種調製可以改變發射光子的頻率。”
隱藏的標誌指示清晰的方向
研究人員表示，重力波不會改變原子發光的頻率。相反，它們會根據光子行進的方向巧妙地改變發射光子的頻率。由於總排放率保持不變，這種影響到目前為止還沒有被注意到。
結果將是光譜中獨特的方向圖案。該模型可以攜帶有關重力波的方向和偏振的信息，提供了一種區分真實訊號和背景噪音的方法。
冷原子和未來探測器
探測低頻重力波是未來太空任務的主要目標。研究小組指出，基於原子鐘的系統依賴非常精確的光學躍遷，可能特別有用。這些系統允許較長的交互時間，使冷原子配置成為測試該想法的有力候選者。
巨型儀器的緊湊替代品
研究人員將原子與恆定的音高進行比較，該音高通常在各個方向上都是相同的。然而，經過的重力波會根據其方向改變聲音的發音。
斯德哥爾摩大學博士後研究員 Navdeep Arya 表示：“我們的研究結果可能為密集引力波感測鋪平道路，其中相關原子係綜處於毫米級。” “需要對該領域進行徹底的研究來評估實際可行性，但我們的初步估計是有希望的。”
如果得到證實，這種方法可能會導致更小、更容易接近的探測器，從而提供一種觀察宇宙中一些最戲劇性事件的新方法。
