211service.com
Hoe supergeleidende platen zwaartekrachtsgolven kunnen reflecteren
Zwaartekrachtgolven zijn de ongrijpbare vervormingen in de ruimtetijd die worden veroorzaakt door de meest gewelddadige gebeurtenissen in het universum: botsingen tussen zwarte gaten, exploderende sterren en zelfs de oerknal zelf.
Niemand heeft een bevestigde waarneming van deze golven gekregen, maar dat kan veranderen dankzij een intrigerend idee van Raymond Chiao en vrienden van de Universiteit van Californië, Merced. Ze stellen het bestaan voor van een nieuw soort spiegel die zwaartekrachtsgolven weerkaatst en deze zelfs in elektromagnetische golven kan omzetten.
Eerst wat achtergrond. Theoretisch natuurkundigen hebben lang gemerkt dat onder bepaalde omstandigheden de algemene relativiteitsvergelijkingen van Einstein, die het bestaan van zwaartekrachtsgolven voorspellen, een opmerkelijke overeenkomst vertonen met de vergelijkingen van Maxwell die het gedrag van elektromagnetische straling beschrijven. Dat is een belangrijke aanwijzing om te begrijpen hoe zwaartekrachtsgolven zich gedragen, zegt Chiao.
Hij wijst op het specifieke geval waarin een dunne supergeleidende film em-golven reflecteert. Als dat werkt voor em-golven, dan geeft de wiskunde aan dat het ook moet werken voor zwaartekrachtsgolven.
Hier is het denken. Een zwaartekrachtgolf rekt zich uit en knijpt de ruimte in terwijl deze door het universum beweegt. Elk object dat op zijn weg komt, lijkt op dezelfde manier te worden platgedrukt en uitgerekt, de deeltjes in dit object zullen in een specifiek traject met de vervormde ruimte meebewegen (geodetische beweging genoemd).
Het nieuwe idee komt voort uit het nadenken over wat er gebeurt met een supergeleidende plaat wanneer een zwaartekrachtgolf passeert. De Cooper-paren in het blad zijn kwantumobjecten die worden beheerst door het onzekerheidsprincipe en kunnen dus geen specifiek traject hebben: ze zijn volledig gedelokaliseerd. Aan de andere kant zijn de ionen die de kristalstructuur van de supergeleider vormen niet gedelokaliseerd en kunnen ze dus langs een geodetisch traject bewegen wanneer een zwaartekrachtgolf passeert.
Dit is de basis waarop een zwaartekrachtsgolf kan interageren met een supergeleidende plaat. Kwantumdelokalisatie zorgt ervoor dat de Cooper-paren van een supergeleider een niet-geodetische beweging ondergaan ten opzichte van de geodetische beweging van het ionenrooster, zegt Chiao en zijn vrienden.
Ze speculeren dat dit verschil in beweging ervoor zorgt dat de plaat energie van de zwaartekrachtsgolf absorbeert en deze vervolgens opnieuw uitstraalt als een zwaartekrachtgolf die in de tegenovergestelde richting reist, met andere woorden spiegelreflectie.
Dat is een buitengewone bewering die nader onderzoek behoeft, niet in de laatste plaats omdat er in de eerste plaats nogal wat onenigheid is over de GR-Maxwell-link.
Desalniettemin gaan Chiao en co nog verder door hun paper hiermee af te sluiten:
Dit houdt in dat twee geladen, zwevende supergeleidende bollen in statisch mechanisch evenwicht, zodanig dat hun Coulomb-afstoting hun Newtoniaanse aantrekkingskracht in evenwicht houdt, een efficiënte transducer zouden moeten zijn voor het omzetten van EM-golven in GR-golven en vice versa. Een Hertz-achtig experiment waarin een zender en ontvanger van GR-microgolven worden geconstrueerd met behulp van twee van dergelijke transducers, zou daarom praktisch moeten zijn om uit te voeren.
Dus een paar zwevende, supergeleidende bollen zou fungeren als een antenne voor zwaartekrachtsgolven en deze omzetten in elektromagnetische golven.
Waarom wachten op LIGO? Wat is de gok dat supergeleidende bollen de detectie als eerste kunnen maken?
Ref: arxiv.org/abs/0903.0661: Bestaan er spiegels voor zwaartekrachtgolven?