গ্র্যাভিটেশনাল ওয়েভ ডিটেক্টর LIGO এটিকে আরও সংবেদনশীল করতে উত্তেজনাপূর্ণ আপগ্রেডের সাথে অবশেষে অনলাইনে ফিরে এসেছে

তিন বছরের বিরতির পরে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের বিজ্ঞানীরা সক্ষম ডিটেক্টর চালু করেছেন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ পরিমাপ- ছোট ছোট ঢেউ স্থান নিজেই যে মহাবিশ্বের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করে।

আলোক তরঙ্গের বিপরীতে, মহাকর্ষীয় তরঙ্গ প্রায় ছায়াপথ, নক্ষত্র, গ্যাস এবং ধূলিকণা দ্বারা বাধাহীন যা মহাবিশ্বকে পূর্ণ করে। এর মানে হল মহাকর্ষীয় তরঙ্গ পরিমাপ করে, আমার মত জ্যোতির্পদার্থবিদ মহাবিশ্বের সবচেয়ে দর্শনীয় কিছু ঘটনার হৃদয়ে সরাসরি উঁকি দিতে পারে।

2020 সাল থেকে, লেজার ইন্টারফেরোমেট্রিক গ্র্যাভিটেশনাল-ওয়েভ অবজারভেটরি-সাধারণত নামে পরিচিত লিগো—কিছু উত্তেজনাপূর্ণ আপগ্রেড করার সময় সুপ্ত অবস্থায় বসে আছে। এই উন্নতি হবে উল্লেখযোগ্যভাবে সংবেদনশীলতা বৃদ্ধি LIGO এর এবং সুবিধাটিকে আরও দূরবর্তী বস্তুগুলি পর্যবেক্ষণ করার অনুমতি দেওয়া উচিত যা ছোট লহর তৈরি করে স্থান সময়.

মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরি করে এমন আরও ঘটনা সনাক্ত করার মাধ্যমে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের জন্য একই ঘটনাগুলির দ্বারা উত্পাদিত আলো পর্যবেক্ষণ করার আরও সুযোগ থাকবে। একটা ঘটনা দেখছি তথ্যের একাধিক চ্যানেলের মাধ্যমে, একটি পদ্ধতি বলা হয় মাল্টি-মেসেঞ্জার জ্যোতির্বিদ্যা, জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের প্রদান করে বিরল এবং লোভনীয় সুযোগ যেকোন ল্যাবরেটরি টেস্টিং এর সীমার বাইরে পদার্থবিদ্যা সম্পর্কে জানতে।

স্পেসটাইমে লহর

অনুসারে আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিক তত্ত্ব, ভর এবং শক্তি স্থান এবং সময়ের আকারকে বিকৃত করে। স্পেসটাইমের বাঁক নির্ধারণ করে কিভাবে বস্তু একে অপরের সাথে সম্পর্ক রাখে - মানুষ মাধ্যাকর্ষণ হিসাবে কী অনুভব করে।

মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরি হয় যখন বিশাল বস্তুর মতো ব্ল্যাক হোল বা নিউট্রন তারা একে অপরের সাথে মিশে যায়, মহাকাশে আকস্মিক, বড় পরিবর্তন সৃষ্টি করে। স্পেস ওয়ার্পিং এবং ফ্লেক্সিং প্রক্রিয়া মহাবিশ্ব জুড়ে একটি তরঙ্গ প্রেরণ করে একটি স্থির পুকুর জুড়ে ঢেউ. এই তরঙ্গগুলি একটি বিঘ্ন থেকে সমস্ত দিকে ভ্রমণ করে, ক্ষণে ক্ষণে স্থান বাঁকানোর সময় তারা এটি করে এবং তাদের পথে থাকা বস্তুর মধ্যে দূরত্বকে কিছুটা পরিবর্তন করে।

[এম্বেড করা সামগ্রী]

যদিও মহাকর্ষীয় তরঙ্গ উৎপন্ন করে এমন জ্যোতির্বিজ্ঞানের ঘটনাগুলি মহাবিশ্বের সবচেয়ে বড় কিছু বস্তুকে জড়িত করে, তবে স্থানের প্রসারিত এবং সংকোচন অসীমভাবে ছোট। মিল্কিওয়ের মধ্য দিয়ে যাওয়া একটি শক্তিশালী মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সমগ্র ছায়াপথের ব্যাস মাত্র তিন ফুট (এক মিটার) পরিবর্তন করতে পারে।

প্রথম মহাকর্ষীয় তরঙ্গ পর্যবেক্ষণ

যদিও 1916 সালে আইনস্টাইন প্রথম ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলেন, সেই যুগের বিজ্ঞানীরা মহাকর্ষীয় তরঙ্গের তত্ত্ব দ্বারা নির্ধারিত দূরত্বের ক্ষুদ্র পরিবর্তনগুলি পরিমাপের আশা কমই করেছিলেন।

2000 সালের দিকে, ক্যালটেক, ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজি, এবং বিশ্বের অন্যান্য বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞানীরা মূলত সবচেয়ে সুনির্দিষ্ট শাসকের নির্মাণ শেষ করেছিলেন—লিগো.

LIGO দুটি পৃথক মানমন্দির নিয়ে গঠিত, একটি হ্যানফোর্ড, ওয়াশিংটনে এবং অন্যটি লুইসিয়ানার লিভিংস্টনে অবস্থিত। প্রতিটি মানমন্দিরের আকৃতি একটি বিশালাকার L-এর মতো যার দুটি, 2.5-মাইল-লম্বা (চার-কিলোমিটার-লম্বা) বাহু সুবিধার কেন্দ্র থেকে 90 ডিগ্রিতে একে অপরের দিকে প্রসারিত।

মহাকর্ষীয় তরঙ্গ পরিমাপ করার জন্য, গবেষকরা সুবিধার কেন্দ্র থেকে L-এর ভিত্তি পর্যন্ত একটি লেজারকে আলোকিত করেন। সেখানে লেজারটি বিভক্ত হয় যাতে একটি মরীচি প্রতিটি বাহুতে ভ্রমণ করে, একটি আয়না থেকে প্রতিফলিত হয় এবং বেসে ফিরে আসে। লেজারটি জ্বলজ্বল করার সময় যদি একটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ বাহুগুলির মধ্য দিয়ে যায়, তবে দুটি রশ্মি কখনও সামান্য ভিন্ন সময়ে কেন্দ্রে ফিরে আসবে। এই পার্থক্য পরিমাপ করে, পদার্থবিদরা বুঝতে পারেন যে একটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সুবিধার মধ্য দিয়ে গেছে।

LIGO কাজ শুরু করে 2000 এর দশকের প্রথম দিকে, কিন্তু এটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্ত করার জন্য যথেষ্ট সংবেদনশীল ছিল না। তাই, 2010 সালে, LIGO টিম সাময়িকভাবে পারফর্ম করার সুবিধাটি বন্ধ করে দেয় সংবেদনশীলতা বাড়াতে আপগ্রেড. LIGO এর আপগ্রেড সংস্করণ শুরু হয়েছে 2015 এবং প্রায় অবিলম্বে ডেটা সংগ্রহ করা মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্ত করা হয়েছে দুটি ব্ল্যাক হোলের মিলন থেকে উৎপন্ন হয়।

2015 সাল থেকে, LIGO সম্পূর্ণ করেছে তিনটি পর্যবেক্ষণ রান. প্রথম, O1 চালানো, প্রায় চার মাস স্থায়ী হয়েছিল; দ্বিতীয়, O2, প্রায় নয় মাস; এবং তৃতীয়, O3, COVID-11 মহামারী সুবিধাগুলি বন্ধ করতে বাধ্য করার আগে 19 মাস ধরে দৌড়েছিল। O2 রান দিয়ে শুরু করে, LIGO যৌথভাবে একটি এর সাথে পর্যবেক্ষণ করছে ইতালীয় মানমন্দির যার নাম Virgo.

প্রতিটি দৌড়ের মধ্যে, বিজ্ঞানীরা ডিটেক্টর এবং ডেটা বিশ্লেষণ পদ্ধতির শারীরিক উপাদানগুলিকে উন্নত করেছেন। 3 সালের মার্চ মাসে O2020 চালানোর শেষে, LIGO এবং Virgo সহযোগিতার গবেষকরা সনাক্ত করেছিলেন প্রায় 90টি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ ব্ল্যাক হোল এবং নিউট্রন তারার মিলন থেকে।

পর্যবেক্ষক এখনও আছে এখনও তাদের সর্বোচ্চ নকশা সংবেদনশীলতা অর্জন করা হয়নি. সুতরাং, 2020 সালে, উভয় মানমন্দির আপগ্রেডের জন্য বন্ধ হয়ে গেছে এখনো আবার.

কিছু আপগ্রেড করা

বিজ্ঞানীরা কাজ করে চলেছেন অনেক প্রযুক্তিগত উন্নতি.

একটি বিশেষভাবে প্রতিশ্রুতিশীল আপগ্রেড একটি 1,000-ফুট (300-মিটার) যোগ করা জড়িত। অপটিক্যাল গহ্বর উন্নত করা a স্কুইজিং নামক কৌশল. স্কুইজিং বিজ্ঞানীদের আলোর কোয়ান্টাম বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে ডিটেক্টরের শব্দ কমাতে দেয়। এই আপগ্রেডের মাধ্যমে, LIGO টিম আগের তুলনায় অনেক দুর্বল মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্ত করতে সক্ষম হবে।

আমার সতীর্থ এবং আমি LIGO সহযোগিতায় ডেটা সায়েন্টিস্ট, এবং আমরা বিভিন্ন আপগ্রেডের জন্য কাজ করছি LIGO ডেটা প্রক্রিয়া করতে ব্যবহৃত সফ্টওয়্যার এবং অ্যালগরিদম যে চিনতে পারে সেই ডেটাতে মহাকর্ষীয় তরঙ্গের লক্ষণ. এই অ্যালগরিদমগুলি মেলে এমন নিদর্শনগুলি অনুসন্ধান করে কাজ করে৷ লক্ষ লক্ষ তাত্ত্বিক মডেল সম্ভাব্য ব্ল্যাক হোল এবং নিউট্রন তারকা একত্রিত হওয়ার ঘটনা। উন্নত অ্যালগরিদমটি অ্যালগরিদমের পূর্ববর্তী সংস্করণগুলির তুলনায় ডেটাতে পটভূমির শব্দ থেকে মহাকর্ষীয় তরঙ্গের অস্পষ্ট লক্ষণগুলিকে আরও সহজে বাছাই করতে সক্ষম হওয়া উচিত।

জ্যোতির্বিদ্যার একটি হাই-ডেফ যুগ

2023 সালের মে মাসের গোড়ার দিকে, সবকিছু কাজ করছে কিনা তা নিশ্চিত করতে LIGO একটি সংক্ষিপ্ত পরীক্ষা চালানো শুরু করে - যাকে একটি ইঞ্জিনিয়ারিং রান বলা হয়। 18 মে, LIGO সম্ভবত মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্ত করেছে একটি ব্ল্যাক হোলে মিশে যাওয়া একটি নিউট্রন তারকা থেকে উৎপন্ন হয়.

LIGO-এর 20-মাসের পর্যবেক্ষণ 04 আনুষ্ঠানিকভাবে চলে 24 মে শুরু হয়েছিল, এবং এটি পরে কন্যা এবং একটি নতুন জাপানি মানমন্দির-কামিওকা গ্র্যাভিটেশনাল ওয়েভ ডিটেক্টর, বা কাগরা দ্বারা যুক্ত হবে।

যদিও এই দৌড়ের জন্য অনেক বৈজ্ঞানিক লক্ষ্য রয়েছে, বাস্তব সময়ে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্তকরণ এবং স্থানীয়করণের উপর একটি বিশেষ ফোকাস রয়েছে। যদি দলটি একটি মহাকর্ষীয় তরঙ্গ ইভেন্ট সনাক্ত করতে পারে, তরঙ্গগুলি কোথা থেকে এসেছে তা খুঁজে বের করতে এবং অন্যান্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের এই আবিষ্কারগুলি সম্পর্কে দ্রুত সতর্ক করতে পারে, এটি জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের অন্যান্য টেলিস্কোপগুলিকে নির্দেশ করতে সক্ষম করবে যা দৃশ্যমান আলো, রেডিও তরঙ্গ বা উৎসে অন্যান্য ধরণের ডেটা সংগ্রহ করে। মহাকর্ষীয় তরঙ্গের। একক ইভেন্টে একাধিক চ্যানেলের তথ্য সংগ্রহ করা-মাল্টি-মেসেঞ্জার অ্যাস্ট্রোফিজিক্স-এটি একটি কালো-সাদা নীরব ফিল্মে রঙ এবং শব্দ যোগ করার মতো এবং জ্যোতির্দৈবিক ঘটনা সম্পর্কে আরও গভীর উপলব্ধি প্রদান করতে পারে।

জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা শুধুমাত্র একটি ঘটনা পর্যবেক্ষণ করেছেন উভয় মহাকর্ষীয় তরঙ্গ এবং দৃশ্যমান আলোতে তারিখ থেকে - এর একত্রীকরণ 2017 সালে দুটি নিউট্রন তারা দেখা গেছে. কিন্তু এই একক ঘটনা থেকেই পদার্থবিজ্ঞানীরা অধ্যয়ন করতে সক্ষম হন মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ এবং কিছু উৎপত্তি নিশ্চিত করুন মহাবিশ্বের সবচেয়ে শক্তিশালী ঘটনা পরিচিত গামা-রে ফেটে যায়.

O4 চালানোর সাথে, জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা ইতিহাসের সবচেয়ে সংবেদনশীল মহাকর্ষীয় তরঙ্গ মানমন্দিরগুলিতে অ্যাক্সেস পাবেন এবং আশা করি আগের চেয়ে বেশি ডেটা সংগ্রহ করবেন। আমার সহকর্মীরা এবং আমি আশাবাদী যে আগামী মাসগুলি একটি-বা সম্ভবত অনেকগুলি-মাল্টি-মেসেঞ্জার পর্যবেক্ষণে পরিণত হবে যা আধুনিক জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার সীমানাকে ঠেলে দেবে।

এই নিবন্ধটি থেকে পুনঃপ্রকাশ করা হয় কথোপকথোন ক্রিয়েটিভ কমন্স লাইসেন্সের অধীনে। পর এটা মূল নিবন্ধ.

ইমেজ ক্রেডিট: নাসার গডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টার/স্কট নোবেল; সিমুলেশন ডেটা, ডি'আস্কোলি এট আল। 2018

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ডেটা ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• অ্যাড্রিয়েন অ্যাশলির সাথে ভবিষ্যত মিন্টিং। এখানে প্রবেশ করুন.
• PREIPO® এর সাথে PRE-IPO কোম্পানিতে শেয়ার কিনুন এবং বিক্রি করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://singularityhub.com/2023/05/28/gravitational-wave-detector-ligo-is-finally-back-online-with-exciting-upgrades-to-make-it-way-more-sensitive/