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"중력파의 검출"의 두 판 사이의 차이
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중력파 관측에 성공한 라이고 중력파 검출기는 이러한 미세한 길이 변화를 측정하기 위해 빛의 간섭 현상을 이용했다. 간섭이란 동일한 파장과 진폭을 가진 두 빛이 합성될 때 더 밝아지거나 어두워지는 현상을 말한다. 같은 점에서 출발하여 같은 속도로 같은 거리를 이동한 후 합쳐진 두 빛은 보강 간섭에 의해 최대 밝기를 보이고, 두 빛의 경로에 거리 차이가 생길수록 점점 어두워지며, 그 차이가 파장의 절반이 되면 상쇄 간섭에 의해 빛이 완전히 소멸된다(그림 1). | 중력파 관측에 성공한 라이고 중력파 검출기는 이러한 미세한 길이 변화를 측정하기 위해 빛의 간섭 현상을 이용했다. 간섭이란 동일한 파장과 진폭을 가진 두 빛이 합성될 때 더 밝아지거나 어두워지는 현상을 말한다. 같은 점에서 출발하여 같은 속도로 같은 거리를 이동한 후 합쳐진 두 빛은 보강 간섭에 의해 최대 밝기를 보이고, 두 빛의 경로에 거리 차이가 생길수록 점점 어두워지며, 그 차이가 파장의 절반이 되면 상쇄 간섭에 의해 빛이 완전히 소멸된다(그림 1). | ||
[[파일:라이고 중력파 검출기.png|섬네일|그림 2. 라이고 중력파 검출기]] | [[파일:라이고 중력파 검출기.png|섬네일|그림 2. 라이고 중력파 검출기]] | ||
라이고 중력파 검출기는 L자 모양의 두 팔로 이루어져 있다. 하나의 광원에서 출발한 레이저는 광분배기를 통해 50%씩 나뉘어 두 팔로 보내지며, 팔 끝에 설치된 거울에서 반사되어 돌아온 두 빛의 합성된 밝기는 중력파에 의한 두 팔의 길이 변화를 보여주는 관측 신호가 된다. 평소 두 팔의 길이는 합성된 두 레이저가 완벽한 상쇄 간섭을 일으키도록 맞춰 놓았기 때문에, 중력파가 지나가지 않는 동안 검출기에서는 아무런 신호도 검출되지 않는다. 그러나 중력파가 지나가면 시공간의 진동을 따라 양팔이 번갈아 늘어났다 줄어들며 진동하면서, 진동하는 신호가 검출된다. | 라이고 중력파 검출기는 L자 모양의 두 팔로 이루어져 있다. 하나의 광원에서 출발한 레이저는 광분배기를 통해 50%씩 나뉘어 두 팔로 보내지며, 팔 끝에 설치된 거울에서 반사되어 돌아온 두 빛의 합성된 밝기는 중력파에 의한 두 팔의 길이 변화를 보여주는 관측 신호가 된다. 평소 두 팔의 길이는 합성된 두 레이저가 완벽한 상쇄 간섭을 일으키도록 맞춰 놓았기 때문에, 중력파가 지나가지 않는 동안 검출기에서는 아무런 신호도 검출되지 않는다. 그러나 중력파가 지나가면 시공간의 진동을 따라 양팔이 번갈아 늘어났다 줄어들며 진동하면서, 진동하는 신호가 검출된다(그림 2). | ||
중력파에 의한 물체의 길이 변화는 물체의 총 길이에 비례하기 때문에, 중력파 검출기의 민감도는 검출기의 팔이 길수록 향상된다. 라이고 중력파 검출기는 한 팔의 길이가 4km나 되지만, 그것으로도 모자라 레이저가 팔의 양 끝을 수백 차례 왕복한 후 빠져나오도록 해 주는 페브리-페로 관을 추가함으로써 마치 수백 배 길이의 팔을 가진 검출기를 사용한 것과 같은 효과를 얻었다. 이러한 방법을 통해 라이고 중력파 검출기는 최대 10<sup>-23</sup>의 진폭도 검출할 수 있도록 설계되었다. | 중력파에 의한 물체의 길이 변화는 물체의 총 길이에 비례하기 때문에, 중력파 검출기의 민감도는 검출기의 팔이 길수록 향상된다. 라이고 중력파 검출기는 한 팔의 길이가 4km나 되지만, 그것으로도 모자라 레이저가 팔의 양 끝을 수백 차례 왕복한 후 빠져나오도록 해 주는 페브리-페로 관을 추가함으로써 마치 수백 배 길이의 팔을 가진 검출기를 사용한 것과 같은 효과를 얻었다. 이러한 방법을 통해 라이고 중력파 검출기는 최대 10<sup>-23</sup>의 진폭도 검출할 수 있도록 설계되었다. | ||