Фізики відкрили революційний спосіб виявлення найменших коливань у просторі-часі

Дослідники з Університету Ворика запропонували нову модель, яка показує, як можна виявити мікроскопічні коливання простору-часу за допомогою вже чинних лазерних інтерферометрів. Йдеться про гіпотетичні «брижі» у структурі Всесвіту, які передбачають деякі теорії квантової гравітації. Робота опублікована 23 грудня 2025 року в журналі Nature Com­mu­ni­ca­tions.

Ідея про те, що простір-час може бути не абсолютно гладким, з’явилася ще кілька десятиліть тому. Команда з Ворика створила систему класифікації можливих коливань, розділивши їх на три типи залежно від того, наскільки вони впорядковані у просторі та часі. Це дозволяє не прив’язуватися до окремої теорії, а описувати сигнали математично й передбачати, що саме можуть зафіксувати прилади.

Інтерферометри працюють, порівнюючи час проходження лазерного променя різними шляхами, тому вони надзвичайно чутливі до найменших змін. Дослідники показали, що кожен тип коливань залишає свій «відбиток» у даних — як у великому детекторі LIGO, так і в менших лабораторних установках у Кардіффі та Каліфорнії. За словами авторів, їхня робота вперше дає чіткі орієнтири для експериментаторів, які раніше не знали, який саме сигнал шукати.

Команда Інституту дослідження гравітації Кардіффа, яка працює над експериментом QUEST. Джерело: H Grote, Кардіфський університет.

Результати також свідчать, що компактні настільні інтерферометри можуть бути навіть ефективнішими за LIGO у певних діапазонах частот, тоді як LIGO залишається найчутливішим інструментом для підтвердження самого факту існування таких коливань. Дослідники з’ясували, що резонансні порожнини в інтерферометрах можуть підвищувати чутливість залежно від типу флуктуацій. Це дозволяє передбачити, на яких частотах варто шукати сигнали.

Автори наголошують, що їхній метод не залежить від конкретної теорії виникнення коливань — достатньо математичного опису та геометрії приладу. Це відкриває шлях не лише до перевірки квантової гравітації, а й до пошуку гравітаційних хвиль, сигналів темної матерії та інших явищ. У майбутньому такий підхід може допомогти створювати більш ефективні настільні інтерферометри й розширити можливості дослідження фундаментальних властивостей Всесвіту.