พื้นหลังไมโครเวฟคอสมิก (CMB) เป็นแหล่งข้อมูลมากมายเกี่ยวกับเอกภพยุคแรก และตอนนี้นักฟิสิกส์ในสวิตเซอร์แลนด์และเยอรมนีคิดว่ามันสามารถใช้เป็นเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงความถี่สูง ซึ่งเป็นระลอกในกาลอวกาศ อันที่จริง นักวิจัยได้ใช้การสังเกตการณ์ทางวิทยุที่มีอยู่แล้วของ CMB เพื่อคำนวณขีดจำกัดบนใหม่เกี่ยวกับขนาดของคลื่นความโน้มถ่วงในความถี่สูงในยุคแรก
เทคนิคที่ดีที่สุดที่พัฒนาขึ้นสำหรับการตรวจจับคลื่นโน้มถ่วง
และแบบที่เคยค้นพบในปี 2015 นั้นอาศัยอินเตอร์เฟอโรเมทรี ใน LIGO และหอสังเกตการณ์อื่นๆ ลำแสงเลเซอร์จะเบี่ยงเบนระหว่างกระจกที่ปลายท่ออพยพยาว (หลายกิโลเมตร) แล้วไปรบกวนกัน เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงเคลื่อนตัวผ่านโลก จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระยะห่างระหว่างกระจกเงา ซึ่งสังเกตได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงวิธีที่แสงเข้ามารบกวน
ขนาดของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เช่น LIGO ทำให้พวกมันไวต่อคลื่นโน้มถ่วงมากที่สุดภายในแถบความถี่ที่แน่นอน – จากประมาณ 10 Hz ถึง 10 kHz – หมายความว่าสเปกตรัมคลื่นโน้มถ่วงส่วนใหญ่ยังไม่ได้สำรวจ ในขณะที่หอสังเกตการณ์ LISA บนอวกาศที่วางแผนไว้จะกำหนดเป้าหมายความถี่ที่ต่ำกว่าในช่วงมิลลิเฮิร์ตซ์เพื่อตรวจจับคลื่นจากหลุมดำมวลมหาศาล การสังเกตการณ์ที่เมกะเฮิรตซ์ กิกะเฮิร์ตซ์ หรือความถี่ที่สูงกว่านั้นสามารถให้หน้าต่างเกี่ยวกับปรากฏการณ์แปลกใหม่ในเอกภพที่อายุน้อยและร้อนมาก การตรวจจับความถี่สูงเหล่านี้ยังสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับองค์ประกอบพื้นฐานของธรรมชาติ โดยอนุญาตให้ทำการทดสอบแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาคด้วยพลังงานที่มากกว่าการชนกันของอนุภาคที่ทรงพลังที่สุด
เอฟเฟกต์เกิร์ทเซนชไตน์
เพื่อสังเกตความถี่ที่สูงขึ้นเหล่านี้ นักฟิสิกส์ได้ตรวจสอบแนวทางทางเลือกที่หลากหลาย ความพยายามครั้งล่าสุดนี้อาศัยเอฟเฟกต์ Gertsenshtein ซึ่งเกี่ยวข้องกับคลื่นความโน้มถ่วงที่แปลงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (หรือกลับกัน ) ต่อหน้าสนามแม่เหล็ก
ในขณะที่นักวิจัยคนอื่นๆ มองหาผลกระทบนี้จากผลการทดลองภาคพื้นดินที่มีอยู่ก่อนแล้วValerie Domckeที่ห้องปฏิบัติการ CERN ในเจนีวาและCamilo Garcia Celyที่ DESY ในฮัมบูร์กได้คิดค้นวิธีการตรวจหาผลกระทบในระดับจักรวาล แนวคิดคือการตรวจสอบสเปกตรัมของ CMB ที่แพร่หลายทั้งหมดซึ่งเกิดขึ้นประมาณ 400,000 ปีหลังจากบิ๊กแบงเมื่ออิเล็กตรอนรวมกับโปรตอนเพื่อสร้างไฮโดรเจนที่เป็นกลาง ในขณะที่แบบจำลองจักรวาลวิทยาชั้นนำในปัจจุบันบอกเราว่าสเปกตรัมนี้ควรเป็นสเปกตรัมของวัตถุสีดำ การแปลงความโน้มถ่วงของจักรวาลอย่างมีนัยสำคัญเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ความถี่เมกะเฮิรตซ์เป็นกิกะเฮิร์ตซ์จะช่วยเพิ่มความเข้มของ “หาง” ความถี่ต่ำของ CMB แทน
นักวิจัยมองหาการบิดเบือนในสเปกตรัม CMB ที่เกิดขึ้นก่อนดาวฤกษ์ดวงแรกก่อตัวขึ้นโดยเฉพาะ และไฮโดรเจนเริ่มเกิดปฏิกิริยารีไอออน ประมาณ 150 ล้านปีหรือมากกว่านั้นหลังจากที่เอกภพกำเนิดขึ้น ในช่วง “ยุคมืด” เหล่านี้ มีอิเล็กตรอนอิสระเพียงไม่กี่ตัวที่จะกระจายโฟตอน ดังนั้นความน่าจะเป็นของการสั่นที่เกิดขึ้นระหว่างคลื่นความโน้มถ่วงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจึงสูงกว่าที่เคยเป็นมา
ขอบและ ARCADE2เพื่อกำหนดขีดจำกัดใหม่
เกี่ยวกับขนาดของคลื่นโน้มถ่วงที่ความถี่สูง Domke และ Garcia Cely ได้วิเคราะห์ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุสองตัวที่ออกแบบมาเพื่อย้อนเวลากลับไปในอดีต หนึ่งEDGESประกอบด้วยเสาอากาศไดโพลสองอันและจานที่ตั้งอยู่ในทะเลทรายของรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย อีกวิธีหนึ่งคือ ARCADE2 เป็นการทดลองบอลลูนที่บินเหนือเท็กซัส
นักวิจัยพบว่าพวกเขาสามารถใช้ข้อมูลเพื่อกำหนดขอบเขตใหม่ได้ แม้ว่าพวกเขาจะต้องตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับความแรงของสนามแม่เหล็กจักรวาล เมื่อตั้งค่าฟิลด์ต่ำ ผลลัพธ์ของพวกเขาก็เข้มงวดน้อยกว่าที่ได้จากการสั่นของพื้นดินสมมุติ – แอมพลิจูดสูงสุดที่ 78 MHz (EDGES) และ 3-30 GHz (ARCADE2) มาที่ส่วนหนึ่งใน 10 12และ 10 14ตามลำดับ แต่เมื่อตั้งค่าพื้นที่สูง ขีดจำกัดเหล่านั้นจึงลดลงเหลือส่วนหนึ่งใน 10 21และ 10 24 ตามลำดับ โดยส่วนหลังมีลำดับความสำคัญต่ำกว่าเจ็ดระดับที่ต่ำกว่าขีดจำกัดที่กำหนดโดยการทดลองในห้องปฏิบัติการที่ละเอียดอ่อนที่สุด
ความผิดปกติของไมโครเวฟช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับกรณีของจักรวาลวิทยาควอนตัมแบบวนซ้ำ นักฟิสิกส์กล่าว
Domke และ Garcia Cely โต้แย้งว่าวิธีการใหม่ในการตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงสามารถปรับปรุงได้อย่างมากเนื่องจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุมีความไวมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อนักวิทยาศาสตร์พัฒนาสิ่งอำนวยความสะดวกใหม่เพื่อวัดเส้นไฮโดรเจนที่เป็นกลางขนาด 21 ซม. ซึ่งเป็นศูนย์กลางในการศึกษาการรีออไนเซชัน กล้องโทรทรรศน์ที่มีความละเอียดอ่อนมากขึ้นจะกำหนดขอบเขตที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับคลื่นความโน้มถ่วงในขั้นต้นหรืออาจเปิดเผยการมีอยู่ของพวกมัน พวกเขากล่าวว่าโดยหลักการแล้วการแผ่รังสีนี้สามารถเกิดขึ้นได้จากแหล่งกำเนิดเช่นการรวมหลุมดำแสงหรือจากเมฆสสารมืดรอบหลุมดำที่หมุนวน
พวกเขาเสริมว่าโฟตอนส่วนเกินที่มีความถี่ต่ำกว่า 10 GHz ได้รับการสังเกตจากทั้ง EDGES และ ARCADE2 อย่างไรก็ตาม พวกเขาชี้ให้เห็นว่าส่วนเกินนี้จะบ่งบอกว่าคลื่นความโน้มถ่วงมีพลังงานมากกว่าที่อนุมานจากการสังเกตการณ์ทางจักรวาลวิทยาอื่นๆ เป็นผลให้พวกเขากล่าวว่าแหล่งกำเนิดทางดาราศาสตร์ “เป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้มากขึ้นสำหรับการแผ่รังสีส่วนเกินที่สังเกตได้”
ทรานซิสเตอร์ช่องสัญญาณสุญญากาศ (VFET) หรือที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์ช่องสัญญาณสุญญากาศระดับนาโน เป็นอุปกรณ์ที่ไม่มีช่องสัญญาณเซมิคอนดักเตอร์ แต่มีช่องว่างระหว่างต้นทางและขั้วระบายน้ำแทน อุโมงค์อิเล็กตรอนผ่านพื้นที่ว่างนี้
ไดโอดสูญญากาศและไตรโอดเป็นที่รู้จักและใช้งานมาอย่างยาวนานในหลากหลายรูปแบบ เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยได้รวมเอาฟิสิกส์สูญญากาศที่ดีที่สุดและการผลิตวงจรรวมที่ทันสมัยเพื่อผลิต VFETs ในระดับเวเฟอร์ที่มีขนาดที่เล็กมาก ซึ่งน้อยกว่าเส้นทางว่างเฉลี่ยในอากาศที่ความกดอากาศ ดังนั้นอุปกรณ์ขนาดเล็กเหล่านี้จึงทำงานภายใต้ความกดอากาศโดยไม่ต้องใช้สุญญากาศ อย่างไรก็ตาม สำหรับการทำงานที่เสถียรและเชื่อถือได้ตลอดเวลา ระดับสุญญากาศปานกลาง เช่น ไม่กี่ร้อยมิลลิลิตรอาจเป็นที่ต้องการ VFET เหล่านี้ทำงานบนแรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์ขนาดเล็ก เช่น 2 V ซึ่งไม่เคยได้ยินมาก่อนในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สุญญากาศ
Credit : veslebrorserdeg.com walkernoltadesign.com welldonerecords.com wessatong.com wmarinsoccer.com xogingersnapps.com
