各种探测器

蓝宝石材料的要5000万美元

当韦伯寻找引力波时，他所制作的探测器的灵敏度却远达不到探测要求。后来人们研制出更先进的探测器，它们使用的是超导材料，超导是指很多材料在冷却到极低温度时表现的一种特性。这一改进使韦伯的原始仪器在功效上提高了10000倍以上。

量子极限是可探测振动量级的最基本极限，这个问题最初由俄罗斯科学院院士布拉金斯基提出。他是一个地道的俄罗斯人，圆圆的脸蛋，愉快的微笑，嘴角总是挂着根香烟。

布拉金斯基对共振棒的热噪音更为关注，他的答案是寻找一种更好的材料：纯的人造蓝宝石。这种材料的损耗极低，低到足以消除所有热噪音的地步。布拉金斯基在莫斯科国立大学极为原始的条件下证明了这些。他说服一个水晶研究所为他制作了一根约半米长的水晶棒。用他的话说，你必须“用最细的中国丝绸或最细的瑞典钨丝将它悬挂起来”。

布拉金斯基的蓝宝石棒存在两个问题，其一是长度为半米的人造蓝宝石的频率为40000赫兹，可以说是超声波，对于可能的引力波来说高得太多了。要降低其频率就需要更长的棒，但其价格却高得令人咋舌：一家美国公司提出制造一根长约5米、直径为1米的人造蓝宝石棒。这家公司在不保证能否制作成功的情况下，开价5000万美元。

钱！钱！钱！

“一群试图抢劫天文学金钱的物理学家”

与引力波天文学紧密联系在一起的是能源、人力和金钱。有一位澳大利亚光学天文台台长曾指责引力波研究者是“一群试图抢劫天文学金钱的物理学家”！现实是，任何一个引力波观测站都非常昂贵。

在美国，为建立引力波观测站而争取基金的斗争过程相当复杂，若将之比为一个人的一生，引力波站的建立则经历如下几个阶段：阴差阳错的婚姻、难产、多病的童年和动荡不安的青春期。整个故事将为未来的科学史家们提供数不尽的素材。

美国国家自然科学基金会资助麻省理工学院的威斯对激光干涉仪的研制。加州理工学院的理论天体物理学教授基普·梭尼，则说服他的大学建立了一座激光干涉仪引力波探测器，他们从格拉斯戈小组将万·杜拉韦聘请过来，并让他最后落户于洛杉矶。

杜拉韦是一个矮小粗胖，说话奇快的苏格兰人，富于思想，对物理学有一种直觉的理解，善于利用旧的废弃物。他习惯于在他的实验中使用无线电控制的玩具小汽车和电控火车，他更奇特的主意之一是将橡胶玩具汽车夹在钢或铅之间，用以隔离震动。

杜拉韦的很多怪念头都有相当重要的意义。其中之一就是能量回收法。假定所有的激光能全部撞击到图影探测器上，探测器将被毁坏，但能量是守恒的，亮光不得不逃离到其他地方。这位苏格兰人说：为什么浪费这些光呢？他提议在输入处安装一个高效反射镜，将逃出来的光线直接回送回去。令人惊讶的是，这一方法收到了很好的效果。当回收镜被仔细定位后，浪费的光亮重新又加入到干涉仪的光中，使光的总积累增大数百倍，这一观念成为现在激光干涉仪技术的基石。

这次宣布发现引力波的LIGO小组，它的主要赞助者是美国国家自然科学基金会、英国科学与技术设施理事会、德国的普朗克协会以及澳大利亚研究委员会。这个项目耗资超过6亿美元，研究者超过1000人，主导单位是加州理工学院与麻省理工学院。