В целом да, но есть но... Во-первых, межмолекулярные силы будут мешать растяжению. Во-вторых, даже если забыть про них, амплитуда такого растяжения будет очень-очень мала. ГВ изменяет расстояния между объектами. Т.е. чем больше расстояние - тем больше изменение. 4км растягиваются примерно на 10^-18 м. Соответственно, 1см линзы растянется на 10^-22м. Заметить это будет просто невозможно:)
Или я где-то в корне не прав, и не даже если фотон будут иметь частоту, соответствующую резонансной частоте резонатора, то он все равно в среднем переотразится 300 раз внутри резонатора прежде чем покинуть его?
Даже если фотон настроен на несущую частоту, он в среднем переотразится 300 раз. Только если бы зеркала были идеально отражающими, фотон бы никогда не вышел.
В случае с резонаторами в детекторах, они одностронние (т.е. "заднее" зеркало полностью отражает). Так что все фотоны в любом случае выходят через переднее зеркало. Почти ничего не поглощается внутри - это одна из больших и сложных инженерных задач для детекторов.
Другое дело, что фотоны действительно меняют свою частоту (мы их запускаем на несущей частоте, а они приобретают частоту сигнала, смещенную от частоты несущей на 100-1000Гц). Но это логично: энергия гравитационной волны переходит фотонам. Если бы не было передачи энергии, мы бы не смогли зарегистрировать волны вообще.
К вашему скепсису ещё можно добавить, что эксперимент был один, если верить статье, в 2017 году. Можно предположить, что вспышка света и волны пространства — совпадение, а настоящая вспышка света придёт через несколько сот лет.
Я писал выше в комменте, что это исследовали, и вероятность совпадения - вероятность совпадения - 10^-8.
Хотя я бы ещё добавил то, что расстояние между детекторами возможно слишком мало, чтобы фиксировать изменение длины удалённых объектов.
Так они не фиксируют изменение длины удаленных объектов. Волны излучаются при слиянии (например) двух черных дыр, и их амплитуда зависит от масс черных дыр.
расстояние между зеракалами — это длина объекта «канал для лазерного луча выкопанный в земле».
Нет, зеркала в данном случае подвешены и являются свободными массами (в направлении луча). Длина вакуумной камеры почти не меняется за счет молекулярных связей. А расстояние между зеркалами - меняется, потому что они свободно движутся.
Ну детекторы вполне могут наблюдать и настоящие, например, экзотические сдвиги земной коры и/или ядра — чисто сейсмически.
Могут, и меряют. Но нет акустических сигналов, которые распространяются со скоростью света между детекторами. Кроме того, есть куча независимых сенсоров, которые измеряют все возможные возмущения вокруг.
а сколько я понял там оценивают вероятность именно такой вспышки совпасть с именно таким видом гравитационных волн, что выглядит как статистическое передёргивание.
Нет, там независимый поиск: "To quantify the temporal agreement, we consider the null hypothesis that SGRB and GW detection events are independent Poisson processes and determine how unlikely it is to observe an unassociated SGRB within 1.74s of the GW signal." Это дает 4.4 сигма только по временному совпадению (не учитывая направление). С учетом направления получается 5.3 сигма, что это сигналы одной природы.
Тем более, как я заметил, волны они тоже не шибко уверенно ( < 5 сигма) детектируют.
Нет, что вы, гораздо больше 5 сигма. Не знаю, откуда вы взяли, что не сильно уверенно? False alarm rate, который обычно используют для ГВ сигналов для GW170817 был типа 10 тысяч лет, и 200 тысяч лет для GW150914.
Я как-то ни разу не встречал «баерсовского анализа» детекиирования гравитационных волн. Сколько событий детектирования гравитационных волн должны были получить независимое подтверждение, но не получили?
Пока - только одно должно было получить, оно и получило. Когда мы будем наблюдать больше слияний нейтронных звезд, будет больше независимых наблюдений.
Поэтому, вообще говоря, если позанудствовать, на нынешнем уровне математики нет никаких гарантий, что не существует каких-то других классов решений УЭ, в которых гравитация распространяется с какой-то иной скоростью, например со сверхсветовой.
Про это люди даже статьи пишут х) (правда, в модифицированных теориях гравитации).
Когда волна перпендикулярна, все плечо одинаково изменяет длину, это не будет вызывать интерференцию, поскольку длина волны света тоже меняется.
Это не полное описание того, что происходит. Я писал подробно про это в статье на хабре. Там описывается случай двух плечей, но аналогичное же рассмотрение справедливо и для одного плеча.
Интерференция между плечами возникает из-за того, что несмотря на искажение длины волны, время затраченное на прохождение плеча по прежнему меняется с его длиной.
То же происходит и в резонаторе.
Случай с более сложной ориентацией гораздо сложнее, но мне кажется там тоже будут серьезные проблемы с одним плечом, особенно при текущих частотах гравитационных волн порядка 10Гц.
Почему именно 10Гц? Не знаю, я серьезно не думал про одно плечо, потому что это требует нереалистичных уровней стабилизации лазеров.
Но вроде диаграмма получается какой-то такой, если я нигде не налажал.
Если волна перпендикулярна плечу, то интерференции в плече не будет совсем.
Почему не будет? Будет, точно так же как в обычном интерферометре. Или я не понял, что вы имеете в виду под "перпендикулярна". Если волна приходит "сверху" от плеча, то сигнал потеряется в два раза. Во всех остальных случаях - по-разному.
Если она вдоль плеча, то интерференции тоже не будет потому что искажения длины нет.
Тогда не будет, да.
Но речь-то не о конкретной диаграмме направленности детектора, а о принципе действия. Принцип действия не обязательно включает в себя два плеча, это все, о чем я хотел сказать. Просто в статье два плеча подчеркиваются к фундаментально важный элемент, это не совсем так. Важен какой-то способ измерения изменения фазы, а уж как мы это делаем - дело второе.
Считается, что гравитационные волны должны изменять длину неких материальных объектов. Если объекты далеко друг от друга - то такое изменение будет слегка не синхронным.
Изменение расстояний между объектами, не длину самих объектов. В грав детекторах измеряют изменение расстояния между зеркалами
Есть два детектора, измеряющих длину неких объектов с высокой точностью, но на грани возможностей измерения. То есть надо "поймать" результат, при условии, что величина такого результата соизмерима с погрешностью измерения.
Измеряется не абсолютная длина, а изменение длины (точнее, расстояния между зеркалами).
Такие результаты проверяются через иные детекторы.
В первую очередь черед другие детекторые гравитационных волн. У нас сейчас работает 5 детекторов, которые могут независимо регистрировать сигнал от гравитационных волн. Сравнение этих сигналов позволяет отобрать настоящие (т.е. приходящие от звезд) при совпадении параметров. Таких совпадений на настоящий момент было очень много, как минимум около 100 идентифицировали как достоверно астрофизические.
От некоторых событий приходят не только гравитационные волны, но и электромагнитные (или нейтрино). Их можно тоже наблюдать независимо, как было сделано в эксперименте.
Но это был единственный раз, когда ГВ детекторы как-то совпадали по времени с электромагнитными. Каждый раз при наблюдении чего-то на ГВ детекторах, мы рассылаем оповещение всем обсерваториям с предложением посмотреть на определенный участок неба. Пока только один раз мы увидели совпадающий сигнал. Но ГВ детекторы только начали свою работу и даже не достигли запланированной чувствительности.
Или это два независимых явления, отголоски которых пришли почти одновременно с примерно одного направления?
Это оценивают независимо и для данного события вероятность совпадения - 10<sup>-8</sup>.
А может быть и с диаметрально противоположных направлений?
Так точно не может быть: событие в эм волнах наблюдали во всех диапазонах. А у грав. детекторов очень специальная диаграмма направленности, они хорошо заличают, откуда пришел сигнал (особенно при использовании нескольких детекторов).
Если у вас есть резонатор внутри плеча (как сейчас есть в детекторах) - достаточно одного плеча. Интерференция в таком случае происходит со светом, отраженным от переднего зеркала.
Действительно, обычно эти эффекты проще объяснить именно с двумя плечами. Но это не обязательное условие.
Поскольку трубы «смотрят» в разных направлениях, гравитационные волны при прохождении повлияют на длину труб по-разному, позволяя ученым засечь эти колебания (а также, может быть, засечь их скорость, то есть скорость распространения гравитации в пространстве).
Это не совсем так. Даже одной трубы хватило бы для детектирования. Вторая труба нужна исключительно чтобы бороться с классическими шумами (типа шума лазера) и усилить сигнал в два раза.
Дистанция тоже была выбрана не случайно: предполагалось, что если волны будут двигаться со скоростью света, это позволит детекторам засечь их с разницей ровно в 10 миллисекунд.
А про такое я не слышал. Ведь ГВ приходят из разных направлений, и никогда точно не в направлении между двумя детекторами. Очень сомневаюсь, что под это подбирали расстояние.
но из-за мельчайших помех (которыми могли служить даже далекие подземные толчки в другой части континента) часто разница была заметно больше.
Скорее, погрешность из-за неточного знания, откуда пришел сигнал (т.е. направления распространения).
Было видно, что скорость гравитации близка к скорости света, но насколько близка? 70%, 90%?
Кстати, ученые это проверяли: если использовать первые пару десятков событий, получается величина между 0.97c и 1.01c (на уровне 90% достоверности).
Ну непрерывно = время исполнения всего алгоритма, в этом контексте, конечно. Потому что КК работает дискретно в целом: прогнали алгоритм, перезапустили все кубиты, прогнали снова.
А эти 100к кубитов получаются из-за нескольких вложенных уровней коррекции
Условно говоря, да, хотя алгоритмы коррекции сложнее просто вложенности уровней.
Еще такой момент — а что там со связностью? Все эти миллионы кубитов должны иметь возможность взаимодействовать друг с другом непосредственно
Сложно сказать, я думаю, зависит от конкретного алгоритма. По идее, для запуска стандартных алгоритмов типа Гровера нужна полная связность логических кубитов. Но что это значит для физических кубитов - я не знаю. Предполагаю, что скорее нет.
Да. Это буквально определение, откройте учебник и почитайте.
Что бы было понятно. Есть излучение. Например, есть поток фотонов. Но свет так же является электромагнитной волной.
Точно так же с гравитационными волнами: это поток гравитонов, которые так же являются гравитационной волной (по крайней мере по современным представлениям).
Где в опыте это учитывается?
Эм, в вычислениях.
Тогда почему частота пойманных волн соответствует частоте вращения?
Равно как и частота радиоволн соответствует частоте колебания электрического диполя.
И премию дали не за то, не разобравшись что же все таки нашли.
Ну слава богу @RigidStyle все объяснил, то-то ученые дураки и не разбираются в своей науке.
В целом, должно работать, хоть и несколько по иным причинам (не за счет индукции - такого в гравитации нет). При вращении тела возникает эффект увлечения систем отсчета. Ньютоновская гравитационная сила сама по себе не может приводить к движению. Но при движении тел кривизна пространства-времени может приобретать дополнительное искажение: например, при вращении тела это будет типа спирали в координатной системе. Как результат - на объекты действует дополнительная сила, не учитываемая в обычной классической гравитации.
Но надо учесть, что величина такого эффекта микроскопическая, ничего полезного из этого не извлечь. По крайней мере, если у вас нет под рукой черной дыры, тогда да, можно генерировать энергию из этого.
Мне кажется, аналогии тут работают только до определенного момента. Уменьшать и увеличивать гравитационное поле очень просто: надо добавлять или забирать энергию из системы (т.к. гравитация=кривизна пространства-времени, а кривизна вызвана наличием энергии). Но сделать трансформатор - это уже немного про другое)
Если посмотреть на эксперимент, то там поймали не именно волны гравитационные.
Именно гравитационные волны и поймали.
То-есть, возможно, в опыте "поймали" искажение пространства времени. А не гравитационную волну.
Искажение пространства-времени это буквально определение гравитационной волны.
Частота волны, которую испускает передатчик, никоим образом не не связана с частотой вращения передатчика и частота волны может задаваться вообще отдельно от частоты вращения.
Она связана с частотой колебания электромагнитной волны в антенне. Равно как частота грав волны связана с частотой колебания массы.
Смотрите, аналогия очень простая: гравитационное излучение практически аналогично по механизму возникновения электромагнитному. ЭМ волна излучает при движении электрических зарядов (в простом примере - диполь). Грав волна излучается при движении "зарядов пространства-времени" - масс. Там даже уравнения практически одинаковые.
Ну это в последние месяцы фотоны немного вперед вырвались в гонке ;) Я не утверждаю, что они непременно лучше ионов in the long run, там проблем полно тоже.
Нелокальные скрытые переменные это не то же, что супердетерминизм. Супердетерминизм не подразумевает нелокальности как раз. Есть другие интерпретации, типа пилот-волны, которые используют нелокальные скрытые переменные.
Вы взялись объяснять квантовые компьютеры. Объяснили с кучей ошибок и напрямую ложный утверждений. К вам пришел специалист указать на ошибки. Оказывается, я придираюсь. Ну ок ¯\_(ツ)_/¯
Что-то я не видел серьезных реализаций квантовых компьютерах на фотонах
Плохо искали, это сейчас главный претендент на нормальный КК.
В целом да, но есть но... Во-первых, межмолекулярные силы будут мешать растяжению. Во-вторых, даже если забыть про них, амплитуда такого растяжения будет очень-очень мала. ГВ изменяет расстояния между объектами. Т.е. чем больше расстояние - тем больше изменение. 4км растягиваются примерно на 10^-18 м. Соответственно, 1см линзы растянется на 10^-22м. Заметить это будет просто невозможно:)
Даже если фотон настроен на несущую частоту, он в среднем переотразится 300 раз. Только если бы зеркала были идеально отражающими, фотон бы никогда не вышел.
В случае с резонаторами в детекторах, они одностронние (т.е. "заднее" зеркало полностью отражает). Так что все фотоны в любом случае выходят через переднее зеркало. Почти ничего не поглощается внутри - это одна из больших и сложных инженерных задач для детекторов.
Другое дело, что фотоны действительно меняют свою частоту (мы их запускаем на несущей частоте, а они приобретают частоту сигнала, смещенную от частоты несущей на 100-1000Гц). Но это логично: энергия гравитационной волны переходит фотонам. Если бы не было передачи энергии, мы бы не смогли зарегистрировать волны вообще.
Нет, никак не увидеть. Во-первых, они не действуют на наши органы чувств, а во-вторых, они слишком слабы для влияния на нас.
Но опосредовано - можно. Например, слушая сигнал:
Я писал выше в комменте, что это исследовали, и вероятность совпадения - вероятность совпадения - 10^-8.
Так они не фиксируют изменение длины удаленных объектов. Волны излучаются при слиянии (например) двух черных дыр, и их амплитуда зависит от масс черных дыр.
Нет, зеркала в данном случае подвешены и являются свободными массами (в направлении луча). Длина вакуумной камеры почти не меняется за счет молекулярных связей. А расстояние между зеркалами - меняется, потому что они свободно движутся.
Могут, и меряют. Но нет акустических сигналов, которые распространяются со скоростью света между детекторами. Кроме того, есть куча независимых сенсоров, которые измеряют все возможные возмущения вокруг.
Нет, там независимый поиск: "To quantify the temporal agreement, we consider the null hypothesis that SGRB and GW detection events are independent Poisson processes and
determine how unlikely it is to observe an unassociated SGRB within 1.74s of the GW signal." Это дает 4.4 сигма только по временному совпадению (не учитывая направление). С учетом направления получается 5.3 сигма, что это сигналы одной природы.
Нет, что вы, гораздо больше 5 сигма. Не знаю, откуда вы взяли, что не сильно уверенно? False alarm rate, который обычно используют для ГВ сигналов для GW170817 был типа 10 тысяч лет, и 200 тысяч лет для GW150914.
Пока - только одно должно было получить, оно и получило. Когда мы будем наблюдать больше слияний нейтронных звезд, будет больше независимых наблюдений.
Про это люди даже статьи пишут х) (правда, в модифицированных теориях гравитации).
Это не полное описание того, что происходит. Я писал подробно про это в статье на хабре. Там описывается случай двух плечей, но аналогичное же рассмотрение справедливо и для одного плеча.
То же происходит и в резонаторе.
Почему именно 10Гц? Не знаю, я серьезно не думал про одно плечо, потому что это требует нереалистичных уровней стабилизации лазеров.
Но вроде диаграмма получается какой-то такой, если я нигде не налажал.
Почему не будет? Будет, точно так же как в обычном интерферометре. Или я не понял, что вы имеете в виду под "перпендикулярна". Если волна приходит "сверху" от плеча, то сигнал потеряется в два раза. Во всех остальных случаях - по-разному.
Тогда не будет, да.
Но речь-то не о конкретной диаграмме направленности детектора, а о принципе действия. Принцип действия не обязательно включает в себя два плеча, это все, о чем я хотел сказать. Просто в статье два плеча подчеркиваются к фундаментально важный элемент, это не совсем так. Важен какой-то способ измерения изменения фазы, а уж как мы это делаем - дело второе.
Изменение расстояний между объектами, не длину самих объектов. В грав детекторах измеряют изменение расстояния между зеркалами
Измеряется не абсолютная длина, а изменение длины (точнее, расстояния между зеркалами).
В первую очередь черед другие детекторые гравитационных волн. У нас сейчас работает 5 детекторов, которые могут независимо регистрировать сигнал от гравитационных волн. Сравнение этих сигналов позволяет отобрать настоящие (т.е. приходящие от звезд) при совпадении параметров. Таких совпадений на настоящий момент было очень много, как минимум около 100 идентифицировали как достоверно астрофизические.
От некоторых событий приходят не только гравитационные волны, но и электромагнитные (или нейтрино). Их можно тоже наблюдать независимо, как было сделано в эксперименте.
Но это был единственный раз, когда ГВ детекторы как-то совпадали по времени с электромагнитными. Каждый раз при наблюдении чего-то на ГВ детекторах, мы рассылаем оповещение всем обсерваториям с предложением посмотреть на определенный участок неба. Пока только один раз мы увидели совпадающий сигнал. Но ГВ детекторы только начали свою работу и даже не достигли запланированной чувствительности.
Это оценивают независимо и для данного события вероятность совпадения - 10<sup>-8</sup>.
Так точно не может быть: событие в эм волнах наблюдали во всех диапазонах. А у грав. детекторов очень специальная диаграмма направленности, они хорошо заличают, откуда пришел сигнал (особенно при использовании нескольких детекторов).
Если у вас есть резонатор внутри плеча (как сейчас есть в детекторах) - достаточно одного плеча. Интерференция в таком случае происходит со светом, отраженным от переднего зеркала.
Действительно, обычно эти эффекты проще объяснить именно с двумя плечами. Но это не обязательное условие.
Классная статья, спасибо! Любопытно, что все сложные эффекты оказываются приблизительно учитываются такой зависимостью.
Hidden text
Но уравнение, где слева метры, а справа - корень из куба секунд, меня просто по больному xD
Это не совсем так. Даже одной трубы хватило бы для детектирования. Вторая труба нужна исключительно чтобы бороться с классическими шумами (типа шума лазера) и усилить сигнал в два раза.
А про такое я не слышал. Ведь ГВ приходят из разных направлений, и никогда точно не в направлении между двумя детекторами. Очень сомневаюсь, что под это подбирали расстояние.
Скорее, погрешность из-за неточного знания, откуда пришел сигнал (т.е. направления распространения).
Кстати, ученые это проверяли: если использовать первые пару десятков событий, получается величина между 0.97c и 1.01c (на уровне 90% достоверности).
Ну непрерывно = время исполнения всего алгоритма, в этом контексте, конечно. Потому что КК работает дискретно в целом: прогнали алгоритм, перезапустили все кубиты, прогнали снова.
Условно говоря, да, хотя алгоритмы коррекции сложнее просто вложенности уровней.
Сложно сказать, я думаю, зависит от конкретного алгоритма. По идее, для запуска стандартных алгоритмов типа Гровера нужна полная связность логических кубитов. Но что это значит для физических кубитов - я не знаю. Предполагаю, что скорее нет.
Да. Это буквально определение, откройте учебник и почитайте.
Точно так же с гравитационными волнами: это поток гравитонов, которые так же являются гравитационной волной (по крайней мере по современным представлениям).
Эм, в вычислениях.
Равно как и частота радиоволн соответствует частоте колебания электрического диполя.
Ну слава богу @RigidStyle все объяснил, то-то ученые дураки и не разбираются в своей науке.
В целом, должно работать, хоть и несколько по иным причинам (не за счет индукции - такого в гравитации нет). При вращении тела возникает эффект увлечения систем отсчета. Ньютоновская гравитационная сила сама по себе не может приводить к движению. Но при движении тел кривизна пространства-времени может приобретать дополнительное искажение: например, при вращении тела это будет типа спирали в координатной системе. Как результат - на объекты действует дополнительная сила, не учитываемая в обычной классической гравитации.
Но надо учесть, что величина такого эффекта микроскопическая, ничего полезного из этого не извлечь. По крайней мере, если у вас нет под рукой черной дыры, тогда да, можно генерировать энергию из этого.
Мне кажется, аналогии тут работают только до определенного момента. Уменьшать и увеличивать гравитационное поле очень просто: надо добавлять или забирать энергию из системы (т.к. гравитация=кривизна пространства-времени, а кривизна вызвана наличием энергии). Но сделать трансформатор - это уже немного про другое)
Именно гравитационные волны и поймали.
Искажение пространства-времени это буквально определение гравитационной волны.
Она связана с частотой колебания электромагнитной волны в антенне. Равно как частота грав волны связана с частотой колебания массы.
Смотрите, аналогия очень простая: гравитационное излучение практически аналогично по механизму возникновения электромагнитному. ЭМ волна излучает при движении электрических зарядов (в простом примере - диполь). Грав волна излучается при движении "зарядов пространства-времени" - масс. Там даже уравнения практически одинаковые.
Ну это в последние месяцы фотоны немного вперед вырвались в гонке ;) Я не утверждаю, что они непременно лучше ионов in the long run, там проблем полно тоже.
Нелокальные скрытые переменные это не то же, что супердетерминизм. Супердетерминизм не подразумевает нелокальности как раз. Есть другие интерпретации, типа пилот-волны, которые используют нелокальные скрытые переменные.
Вы взялись объяснять квантовые компьютеры. Объяснили с кучей ошибок и напрямую ложный утверждений. К вам пришел специалист указать на ошибки. Оказывается, я придираюсь. Ну ок ¯\_(ツ)_/¯
Плохо искали, это сейчас главный претендент на нормальный КК.