ليغو
ليغو هو كاشفان متطابقان يعتمدان على مقياس تداخل مايكلسون: في كل منهما، يُقسَّم شعاع الليزر وينتقل عبر ذراعين متعامدين طول كل منهما 4 كيلومترات. داخل الأذرع، ينعكس الضوء مراراً في مرنانات فابري-بيرو البصرية (نظام من مرآتين)، وبذلك يصل طول المسار الفعّال إلى 1120 كم. يُستخدم ليزر يعمل بالأشعة تحت الحمراء من نوع نتريت الألومنيوم والإتريوم المعالج بالنيوديميوم (Nd:YAG) بقدرة 200 واط. مرايا كوارتزية ضخمة وزنها 40 كغ معلقة بنظام عزل زلزالي رباعي المراحل يُخمد اهتزازات الأرض. يلتقط الجهاز تغيراً نسبياً في طول الذراع يصل إلى 10⁻²³ — أي أقل من جزء من ألف من حجم البروتون. تُرقمَن الإشارات وتُقارن بنماذج نظرية للإشارات.
التاريخ
ظهرت فكرة كاشف الليزر للموجات الثقالية في الستينيات. بدأ بناء ليغو عام 1994، وعملت النسخة الأولى بين 2002 و2010 دون تسجيل أي اكتشافات. بعد تحديث عميق (Advanced LIGO) في 14 سبتمبر 2015، سُجلت أول إشارة من اندماج ثقبين أسودين. في 2017، التُقطت موجات من تصادم نجوم نيوترونية.
كيف يعمل
ينقسم الضوء الصادر من الليزر ويُرسل عبر ممرين. بعد انعكاسه على المرايا، يعود ويتداخل (يتراكب). إذا تشوه الفضاء، يضطر الضوء إلى قطع مسافة أطول قليلاً، مما يغير نمط التداخل. لتمييز الموجة الثقالية عن الاهتزازات الأرضية، يفصل بين المرصدين مسافة 3000 كم: ينبغي أن تتزامن الإشارة الحقيقية في كلا الموقعين.
💡 الخيوط المصنوعة من الكوارتز المنصهر، التي تتدلى منها المرايا، أرفع من شعرة الإنسان، لكنها تتحمل أحمالاً هائلة دون أن تتمزق أو تُدخل اهتزازات خارجية.