Des scientifiques de l'Australian National University (ANU) ont trouvé un moyen de mieux détecter toutes les collisions de trous noirs de masse stellaire dans l'univers.

Les trous noirs de masse stellaire sont formés par l'effondrement gravitationnel d'une étoile. Leurs collisions sont parmi les événements les plus violents de l'univers, créant des ondes gravitationnelles ou des ondulations dans l'espace-temps.

Ces ondulations sont minuscules et détectées à l'aide d'interféromètres laser. Jusqu'à maintenant, de nombreux signaux ont été noyés par ce que l'on appelle le bruit quantique sur la lumière laser poussant les miroirs de l'interféromètre laser autour, ce qui rend les mesures floues ou imprécises.

La nouvelle méthode des chercheurs, appelé "serrer, " amortit le bruit quantique rendant les mesures plus précises, avec les résultats publiés dans Photonique de la nature .

Cette percée sera cruciale pour les détecteurs de nouvelle génération, qui devraient être mis en ligne dans les 20 prochaines années.

L'un des chercheurs impliqués, Dr Robert Ward, a déclaré que d'autres expériences étaient en cours de préparation pour confirmer la preuve de concept de l'équipe pour un nouveau dispositif visant à atténuer l'effet du bruit quantique.

"Les détecteurs utilisent des particules de lumière appelées photons d'un faisceau laser pour détecter le changement de position de miroirs largement séparés, " a déclaré le Dr Ward, de l'ANU Research School of Physics et du Centre d'excellence ARC pour la découverte des ondes gravitationnelles (OzGrav).

"Toutefois, les détecteurs sont si sensibles que seule la variabilité quantique aléatoire du nombre de photons peut perturber suffisamment les miroirs pour masquer le mouvement induit par les ondes."

Les chercheurs ont montré que la compression réduit cette variabilité, rendre les détecteurs plus sensibles.

Les détecteurs Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) aux États-Unis et le détecteur de l'European Gravitational Observatory en Italie appelé Virgo ont détecté les fusions de deux trous noirs, la collision de deux étoiles à neutrons et peut-être aussi d'un trou noir dévorant une étoile à neutrons.

L'ANU joue un rôle de premier plan dans le partenariat de l'Australie avec LIGO. Parmi les autres membres de l'équipe des presses quantiques figurent le professeur David McClelland, doctorat le chercheur Min Jet Yap et le Dr Bram Slagmolen.

« Les" presses quantiques "que nous avons conçues à l'ANU ainsi que d'autres mises à niveau des détecteurs LIGO actuels ont considérablement amélioré leurs capacités de détection, " a déclaré le Dr Slagmolen.

M. Yap a déclaré que la dernière expérience prouve que les scientifiques peuvent annuler d'autres bruits quantiques qui peuvent affecter les capacités de détection des détecteurs.

"Les détecteurs LIGO de nouvelle génération auront la capacité de détecter chaque écrasement de trou noir dans l'univers à un moment donné, " il a dit.

L'équipe LIGO prévoit de concevoir et de construire les presses quantiques améliorées au cours des prochaines années. Les nouveaux appareils pourraient être adaptés aux détecteurs LIGO actuels, permettant aux scientifiques de détecter beaucoup plus d'événements violents beaucoup plus loin dans l'univers.