爱因斯坦预言的引力波怎么被发现的 什么是引力波 资料图片简介(6)

在韦伯设计建造共振棒的同时期，有部分物理学家认识到了共振棒的局限性，有一种基于迈克尔逊干涉仪原理的引力波探测方案在那个时代被提出。到了70年代，麻省理工学院的韦斯（RainerWeiss）以及马里布休斯实验室的佛瓦德（RobertForward），分别建造了引力波激光干涉仪。到了70年代后期，这些干涉仪已经成为共振棒探测器的重要替代者。

    引力波激光干涉仪的工作原理

上图可以描述引力波激光干涉仪的基本思想。可以简单理解为有四个测试质量被悬挂在天花板上，一束单色、频率稳定的激光从激光器发出，在分光镜上被分为强度相等的两束，一束经分光镜反射进入干涉仪的X臂，另一束透过分光镜进入与其垂直的另一Y臂。经过末端测试质量反射，两束光返回，并在分光镜上重新相遇，产生干涉。我们可以通过调整X、Y臂的长度，控制两束光是相消的，此时光子探测器上没有光信号。当有引力波从垂直于天花板的方向进入之后，会对两臂中的一臂拉伸，另一臂压缩，从而两束光的光程差发生了变化，原先相干相消的条件被破坏，探测器端的光强就会有变化，以此得到引力波信号。激光干涉仪对于共振棒的优势显而易见：首先，激光干涉仪可以探测一定频率范围的引力波信号；其次，激光干涉仪的臂长可以做的很长，比如地面引力波干涉仪的臂长一般在千米的量级，远远超过共振棒。

自20世纪90年代起，在世界各地，一些大型激光干涉仪引力波探测器开始筹建，引力波探测黄金时代就此拉开了序幕。