El receptor de ondas gravitacionales de megahercios a gigahercios

Por qué lo sugiere la biblioteca

Veinticinco autores catalogan las rutas de hardware — nanopartículas levitadas, resonadores acústicos de cuarzo, cavidades de microondas, anillos superconductores, cristales ferromagnéticos cuyas ondas de espín puede excitar una onda que pasa, y sobre todo la conversión magnética, en la que una onda gravitacional que cruza un campo magnético fuerte se convierte en un fotón — y son francos en que las mejores propuestas se quedan cortas por unos seis órdenes de magnitud, notando que hace un siglo la brecha era de dieciséis (Challenges and opportunities of gravitational-wave searches at MHz to GHz frequencies, 2021). La ruta más inmediatamente accionable no necesita ningún hardware nuevo en absoluto: un rizo que cruza un campo magnético estático fuerte dentro de una cavidad metálica impulsa una corriente y hace resonar la cavidad, y cavidades ya construidas y corriendo para cazar materia oscura de axiones ya son sensibles a ondas gravitacionales de gigahercios a deformaciones cercanas a diez elevado a menos veintidós — solo necesitan reanalizar datos que ya han tomado, y leer varios modos a la vez podría dar la dirección de la onda (Detecting high-frequency gravitational waves with microwave cavities, 2022). La optimización de esos haloscopios específicamente para búsquedas de ondas gravitacionales se trabaja en Symmetries and selection rules: optimising axion haloscopes for Gravitational Wave searches (2024), y una ruta complementaria de gran apertura es Potential of Radio Telescopes as High-Frequency Gravitational Wave Detectors (2021).

El experimento o la construcción

La etapa uno es un reanálisis: toma datos archivados de haloscopio de axiones y corre sobre ellos las reglas de selección de ondas gravitacionales. La etapa dos es una cavidad construida a propósito colocada junto al emisor de la sección 3, de modo que los dos experimentos compartan un reloj y un blindaje. La medición que zanjaría el caso es una sensibilidad de deformación en la banda de gigahercios, publicada como una curva, contra la cual se puede representar directamente la salida predicha de cualquier emisor de laboratorio. Una vez que esa curva y la salida predicha del gaser estén en los mismos ejes, la brecha entre ellas deja de ser retórica y se convierte en un número de órdenes de magnitud con un año encima.