通过在引力波探测器中使用石英玻璃这种超高科技材料,贺利氏为爱因斯坦广义相对论的实验验证做出了贡献。在不久前举行的一次新闻发布会上,来自美国LIGO(激光干涉引力波天文台)科学合作组织的专家们宣布了一项足以引起轰动的发现——他们探测到了引力波。这一发现无疑将会获得诺贝尔奖提名。借助于分别设在路易斯安那州利文斯顿(Livingston)和华盛顿州汉福德(Hanford)的两根L型天线,研究人员终于“目睹”了引力波的真面目。他们探测到了时空中微弱的脉动,并记录下两个黑洞碰撞所产生的信号。
LIGO实验使用引力波探测器来研究爱因斯坦广义相对论的一个重要推论,贺利氏生产的石英玻璃发挥在其中了特殊作用。引力波是时空连续体中的“涟漪”,它是由超新星、中子星和黑洞等大型天体引发的遥远天体物理事件产生的。引力波探测器采用了高度敏感的激光干涉仪,垂直的干涉臂长达4公里,其作用相当于光子储存器,内部含有透光性和光学均匀性极高的石英玻璃。这种光学组件对于干涉仪的测量工作至关重要,其中便含有贺利氏的Suprasil® 3001石英玻璃。“我们极大地改善了石英玻璃的光吸收性,从而为提高干涉仪的灵敏度做出了重大贡献。因此,引力波探测器才具有极高的灵敏度。”贺利氏石英玻璃业务部副总裁Ralf Takke说道。这两根天线已经探测到极其罕见的证实引力波存在的证据。
积极参与特殊任务,不断优化石英玻璃
30多年来,Ralf Takke博士一直致力于研究这种特殊的材料。上世纪80年代至90年代,Takke博士一直担任研发部门负责人,他和他的员工们研制出了多种新型石英玻璃,并不断开拓新的应用领域。“对于LIGO实验这样的项目而言,我们往往必须超越技术可行性的极限。”Ralf Takke博士介绍说。正是这类非同寻常的项目,对贺利氏乃至整个人类社会都带来了附加价值。“我们经常参与这些特殊任务,勇于面对各种技术挑战,以便积累专业技术,并丰富我们在生产精密的高性能石英玻璃方面的专业知识与经验。”这位石英玻璃专家解释道,“实验本身也有助于我们提高对这种材料的了解。”
Suprasil 3001®具有光学各向同性和高度均匀性,主要适合用于制造棱镜、表面曲度极大的透镜、分束器、光束控制系统和回复反射器等多维光学仪器。正因如此,这类石英玻璃最适合用于在近红外高能激光器。日常应用包括材料加工、光谱仪以及医疗技术领域的二极管激光器。
太空探索也离不开黄金和铂金
在开展精确的太空实验方面,贺利氏同样功不可没。作为LISA(激光干涉仪空间天线)国际联合项目的一部分,欧洲航天局(ESA)也正在寻找爱因斯坦在广义相对论中提出的引力波推论的证据。在他们发射的卫星上,搭载有完全相同、边长仅为50毫米的立方体,这些方块正是采用贺利氏特种黄金/铂合金加工而成。通过这些贵重的质量块,尽管引力波极其微弱,研究人员可以测量出它们引起的距离微变。如今,初步实验正在进行之中,那两个立方体应该会在二月中旬首次自由漂浮于太空中。