談談引力波的探測

引力波的吸引力太大了，我也要湊個熱鬧、說兩句。

首先聲明，我不懂引力波，我只想談談引力波的探測。下面關於引力波探測的說明，完全來自於《物理學評論快報》文章中的探測說明部分（Phys. Rev. Lett. 116, 061102, section 3: Detectors）。我只是大致翻譯了一下，並加入了一些我自己的理解，不保證正確性。

引力波探測器LIGO實際上就是個干涉儀——邁克爾遜干涉儀。一百多年以前，邁克爾遜發明了這種干涉儀，發現「以太」相對於地球是靜止的，這個奇怪的結果最終導致了狹義相對論的誕生。LIGO是個超級版的邁克爾遜干涉儀，科學家們用它發現了廣義相對論預言的引力波。

邁克爾遜干涉儀是一種「分振幅」的干涉裝置，一束激光通過一個半透半反鏡（入射光有一半的可能性通過，另一半的可能性被反射）， 分解為相互垂直的兩路光（稱為干涉儀的「兩臂」，就像兩條胳膊一樣），干涉儀兩臂的盡頭都有個反射鏡，把這兩路光沿著原路反射回去，當他們再次到達半透半反鏡的時候，就會在那裡發生干涉，干涉的結果由一個靈敏的探測器進行檢測（測量的是干涉光的光強），調節干涉儀兩臂的長度差，探測器的輸出可以在零（干涉極小值）和某個最大值（干涉極大值）之間變化。這個變動所需要的大小只是激光波長的量級（通常是微米）。

LIGO是超級版的邁克爾遜干涉儀，採用了很多精妙的技術來提高其測量精度，同時還有各種輔助探測器來檢測干涉儀的工作條件，從而分析各種可能的外來干擾（噪音和信號）。

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