مقياس التداخل
مقياس التداخل أداة قياس تعمل على التداخل — جمع الموجات. في مخطط مايكلسون، يُقسم شعاع الضوء إلى نصفين، ويُرسلان في مسارين متعامدين، ثم يُجمعان مجدداً. يعتمد سطوع الشعاع الموحد على تطابق قمم الموجات: عند التطابق التام يتعزز الضوء، وعند التعاكس ينطفئ. أي تغير طفيف في طول أحد المسارين ينعكس على النمط، مما يسمح برصد إزاحات بأجزاء من طول موجة الضوء.
التاريخ
بنى مايكلسون أول مقياس تداخل عام 1881 للبحث عن الأثير، لكنه وضع بشكل غير متوقع الأساس لاكتشاف الموجات الثقالية. بعد قرن، حوّل فايس وثورن فكرته إلى كواشف LIGO التي يبلغ طولها كيلومترات، والتي سجلت في 2015 أول نبضة من اندماج ثقبين أسودين.
كيف يعمل
يُقسم شعاع الليزر بمرآة نصف شفافة إلى شعاعين. يجري كل منهما في ذراعه، وينعكس عن مرآة في النهاية، ثم يعود. عند التقائهما، يشكلان تناوباً من الحلقات المضيئة والمظلمة. إذا تغير طول أحد الذراعين، تنزاح الحلقات — ويسجل الجهاز هذه الإزاحة.
💡 تقيس كواشف LIGO إزاحات المرايا بمقدار 10⁻¹⁸ متر — وهذا أصغر بألف مرة من البروتون. لتحقيق هذه الحساسية، كان لا بد من مراعاة الارتجاف الحراري للذرات والخلفية الزلزالية.