问题描述
用量子力学原理如何探测广义相对论中的引力波？
精选答案
优
用量子力学原理探测广义相对论中的引力波主要通过激光干涉仪来实现。激光干涉仪包括两个垂直的长臂，每个长臂都是一个高度真空的管道。在长臂的一个端点，激光器发射出一束激光，然后被一个分束器分成两束，沿着两个垂直的长臂传播。
当激光沿着长臂传播时，由于地球表面的重力场和惯性力的作用，激光的传播路径会发生微小的弯曲，这种现象称为引力透镜效应。然而，在长臂的另一端，有一个镜子反射激光，使其返回分束器。分束器将两束激光重新组合成一束，然后与另一束从镜子的另一侧反射回来的激光进行干涉。
当引力波经过地球时，它会使得空间和时间发生扭曲，从而改变激光的传播路径。这种变化会导致激光的传播时间发生变化，进而改变干涉条纹的间距。通过精确测量这些干涉条纹的变化，科学家可以间接地探测到引力波的存在。
此外，激光干涉仪还可以通过测量激光在两个垂直长臂中传播时的相位差来进一步探测引力波。引力波会导致激光的传播速度发生变化，从而改变其相位差。通过精确测量这个相位差的变化，也可以间接地探测到引力波的存在。
总之，利用量子力学原理探测广义相对论中的引力波需要借助高度灵敏的激光干涉仪。通过精确测量干涉条纹的间距和相位差的变化，科学家可以间接地证明引力波的存在，并研究其特性。
