研究人员设计了一种新的引力波探测器，工作在毫赫兹范围内，这是一个当前观测站未曾触及的区域。这种紧凑型探测器由光学谐振腔和原子钟构建而成，可以放置在实验室桌上，却能探测到奇异双星系统和古老宇宙事件的信号。

与LIGO（激光干涉引力波天文台）不同，它们相对不易受到地震噪声的影响，并且可以在像LISA（激光干涉空间天线）这样的太空任务发射之前就开始工作。

科学家们公布了一种新的方法来检测毫赫兹频率范围内的引力波，这为当前仪器无法探测到的天体物理和宇宙学现象提供了访问途径。

引力波——由爱因斯坦预测的空间时间中的涟漪——已经在地基干涉仪如LIGO和Virgo（室女座引力波探测器）中以高频被观测到，在脉冲星定时阵列中以超低频被观测到。然而，中间频段范围一直是一个科学盲区。

伯明翰大学和萨塞克斯大学的研究人员开发了这一新的探测器概念，利用先进的光学腔和原子钟技术来感知难以捉摸的毫赫兹频率带（10⁻⁵ – 1 Hz）的引力波。他们在十月提出了这一提议。

在《经典与量子引力》中，科学家们揭示了一种探测器，该探测器利用了原本用于光学原子钟的技术进步，来测量激光光因通过引力波引起的微小相位偏移。与大型干涉仪不同，这些探测器小巧紧凑，相对不易受到地震和牛顿噪声的影响。

共同作者、伯明翰大学的维拉·古拉雷拉博士评论道：“通过使用在光学原子钟背景下成熟的技术，我们可以用桌面大小的仪器将引力波检测扩展到全新的频率范围。这开启了建立这样探测器全球网络并寻找至少在未来十年内仍会被隐藏信号的可能性。”

兆赫兹量级的频率带——有时称为“中频带”——预计会容纳来自各种天体物理和宇宙学源的信号，包括白矮星和黑洞合并形成的紧密双星系统。像LISA这样的雄心勃勃的空间任务也瞄准了这一频率带，但它们计划在2030年代发射。

提出的光学谐振腔探测器现在就可以探索这一领域。萨塞克斯大学的合著者Xavier Calmet教授评论道：“这种探测器使我们能够测试银河系内的双星系统的天体物理学模型，探索超大质量黑洞的合并，并且甚至可以寻找来自早期宇宙的随机背景噪声。通过这种方法，我们可以从地面开始探测这些信号，为未来的太空任务打开道路。”

虽然像LISA这样的未来太空任务将提供更优越的灵敏度，但它们的操作还要等上十多年。提出的光学腔体探测器提供了立即且经济有效的手段来探索毫赫兹频段。这项研究还表明，将这些探测器与现有的时钟网络集成可以扩展引力波检测到更低的频率，补充像LIGO这样的高频观测站。每个单元由两个正交的超稳定光学腔和一个原子频率参考组成，能够多通道检测引力波信号。

这种配置不仅增强了灵敏度，还允许识别波的极化和源方向。

勇编撰自论文"Detecting milli-Hz gravitational waves with optical resonators".Classical and Quantum Gravity.2025相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。