Inovação em detectores de ondas gravitacionais pode ajudar a desvendar segredos cósmicos

Por University of the West of Scotland, 9 de junho de 2023

Um avanço significativo na tecnologia de filmes finos tem o potencial de aumentar a sensibilidade dos detectores de ondas gravitacionais, facilitando uma compreensão mais profunda do universo. A nova técnica foi desenvolvida no Institute of Thin Films, Sensors and Imaging da UWS e envolve a produção de filmes finos com ruído térmico reduzido, melhorando sua capacidade de detecção.

Pesquisadores desenvolveram uma tecnologia de filme fino que aumenta a sensibilidade do detector de ondas gravitacionais. Esse avanço promete aprofundar nossa compreensão do universo, expandindo o alcance de detecção de eventos cósmicos e pode beneficiar dispositivos de alta precisão como relógios atômicos e computadores quânticos.

New frontiers in the study of the universe – and gravitational wavesGravitational waves are distortions or ripples in the fabric of space and time. They were first detected in 2015 by the Advanced LIGO detectors and are produced by catastrophic events such as colliding black holes, supernovae, or merging neutron stars." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">ondas gravitacionais – foram abertas após um avanço dos pesquisadores da Universidade do Oeste da Escócia (UWS).

O desenvolvimento inovador na tecnologia de filme fino promete aumentar a sensibilidade dos detectores de ondas gravitacionais atuais e futuros. Desenvolvido por acadêmicos do UWS's Institute of Thin Films, Sensors and Imaging (ITFSI), a inovação pode melhorar a compreensão da natureza do universo.

As ondas gravitacionais, previstas pela primeira vez pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein, são ondulações no tecido do espaço-tempo causadas pelos eventos mais energéticos do cosmos, como fusões de buracos negros e colisões de estrelas de nêutrons. Detectar e estudar essas ondas fornece informações valiosas sobre a natureza fundamental do universo.

O Dr. Carlos Garcia Nuñez, Professor Sênior da Escola de Computação, Engenharia e Ciências Físicas (CEPS), disse: "No Instituto de Filmes Finos, Sensores e Imagem, estamos trabalhando duro para ultrapassar os limites dos materiais de filmes finos, explorando novos técnicas para depositá-los, controlando suas propriedades para corresponder aos requisitos da tecnologia de detecção atual e futura para a detecção de ondas gravitacionais."

"O desenvolvimento de espelhos altamente refletores com baixo ruído térmico abre um amplo leque de aplicações, que abrange desde a detecção de ondas gravitacionais de eventos cosmológicos até o desenvolvimento de computadores quânticos."

A técnica usada neste trabalho — originalmente desenvolvida e patenteada pelo professor Des Gibson, diretor do Instituto de Filmes Finos, Sensores e Imagem da UWS — poderia permitir a produção de filmes finos que atingem baixos níveis de "ruído térmico". A redução desse tipo de ruído em revestimentos de espelhos é essencial para aumentar a sensibilidade dos detectores de ondas gravitacionais atuais – permitindo a detecção de uma gama mais ampla de eventos cosmológicos – e pode ser empregada para aprimorar outros dispositivos de alta precisão, como relógios atômicos ou computadores quânticos.

O professor Gibson disse: "Estamos entusiasmados em revelar esta tecnologia de ponta de filme fino para detecção de ondas gravitacionais. Este avanço representa um passo significativo em nossa capacidade de explorar o universo e desvendar seus segredos por meio do estudo de ondas gravitacionais. Acreditamos nisso avanço irá acelerar o progresso científico neste campo e abrir novos caminhos para a descoberta."

"A tecnologia de película fina da UWS já passou por extensos testes e validação em colaboração com renomados cientistas e instituições de pesquisa. Os resultados foram recebidos com grande entusiasmo, alimentando a expectativa de seu impacto futuro no campo da astronomia de ondas gravitacionais. A tecnologia de deposição de revestimento está sendo comercializado pela empresa spinout UWS, Albasense Ltd."