“室女座”实际上是一个极其精密的光学仪器，它通过激光干涉的方法，以超乎想像的精度来测量引力波引起的空间的变化。

与金属塔相连的是两条长度为3公里的隧道，里面各埋有直径l．2米的钢管。在每条钢管的两端各有一面反射镜。当一分为二的两条激光束分别进入两个垂直的隧道后，激光束将被镜子来回反射几十次。这种结构叫做法布里──珀罗腔。这样，光束最终在钢管中实际通过的路程相当于120公里。最后，这两束光线将汇合到一起并发生干涉现象，其结果是根据两束光线经过的路程不同呈现明暗变化。如果没有外界干扰，这个亮度将维持不便。

两颗中子星的碰撞

图为两颗中子星相撞的模拟图。在两颗中子星相互接近也会产生引力波，射电脉冲双星PSR1913+16就是一例。由于辐射引力波消耗了双星的动量，最终使它们发生碰撞产生较强的引力波。通过观察PSR1913+16，科学家间接证实了引力波的存在。

如果有引力波通过“室女座”，那么它将会引起时空距离的微小变化。由于两束光线是垂直的，所以引力波对它们的影响不同，最终导致汇合的光线亮度发生变化。通过观测这个亮度变化我们就可以检测到引力波。那么“室女座”可以察觉到多大的长度变化呢？“室女座”的负责人阿达尔伯尔托?贾佐托告诉我们：“我们的天线具有前所未有的灵敏度。它可以感知的两点之间距离的变化相当于质子直径的1‰，也就是一百亿亿分之一米。”

贾佐托说：“为了达到这样的精度，我们采用了最先进的技术。在没有现成技术时，我们要自己发明新的方法。”科学家在建造“室女座”时遇到的最大难题就是背景干扰，也就是由诸多原因造成的设备震动。为了消除这种震动，他们设计与制作出了超级衰减器，也就是那种复摆结构。而激光器、镜子和传感器都悬挂在它上面。但单靠这一措施还不足以消除全部的干扰。贾佐托解释说：“制造镜子的材料物质本身就在不断地产生干扰。这里指的是原子的热扰动，它引起原子位置的变化和引力波引起的效应是同样大小。我们为‘室女座’研制的镜子具有最好质量的表面（精度高达10纳米），它们是用高纯度的氧化钛制造的，具有极高的发射率。当激光射中镜子后，只有百万分之一的光损失掉了。而光具有粒子性，所以激光本身也会干扰传感器的功能。为了将这种干扰减低到最低限度，我们研制了新一代的超稳定激光器，它发出的激光束的频率非常稳定。”

在激光束穿梭往来的两条3公里长的钢管内部也将保持高真空状态，因为空气的存在将会引起折射率的波动，并可能改变光束的路径。

此外，设备技术主任凡尼尔?埃纳德还告诉我们：“在焊接导管之前我们还要将它们加热到400℃以上，以便将氢原子驱赶出来。它们通常是隐藏在金属结构中，随着时间的推移就会慢慢释放出来，从而破坏高真空的环境。在完成组装前，还要对每一钢管再次加热，使其内部可能存在水珠蒸发掉。”

事实上，“室女座”将是欧洲最大的真空结构，其内部的寂静程度将超过在轨道上运转的宇宙飞船。

本文来自：逍遥右脑记忆 http://www.jiyifa.com/gaozhong/959850.html

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