自从 2015 年首次探测到一对黑洞碰撞产生的引力波信号以来，LIGO 和位于欧洲的 Virgo 天文台，后续又记录了数十次类似的“宇宙涟漪”。SCI Tech Daily 指出，由美国国家科学基金会（NSF）资助的 LIGO 天文台，分别位于美国华盛顿州的汉福德、以及路易斯安那州的利文斯顿。不久后，它们还将迎来重大的升级。

通过将涂层沉积到比真实反射镜更小的玻璃盘上，来简化测试处理。

镜片上涂覆的反射材料，基本上可将玻璃变身为一面镜子，用于反射穿过仪器、对引力波极其敏感的激光束。

通常情况下，反射镜越多、仪器就越灵敏，但研究人员也遇到了一个问题 —— 这种涂层会导致仪器产生背景噪声，掩盖掉我们实质上更感兴趣的引力波信号。

测量系统的真空室窗口之一，红点由探测激光束产生。

加州理工学院 LIGO 高级研究科学家 Gabriele Vajente 指出：“我们研究宇宙天文尺度的能力，受到了这个非常微小的围观空间中所发生的事情的限制。基于此，研究团队希望在理论可行的边缘，找到一种突破性的新材料”。

Gabriele Vejente（图自：Caltech）

Gabriele Vejente 表示：“这项工作的重要之处，在于我们开发了一套新方法来更好地测试材料”。

现能够在大约 8 小时内，完全自动化地测试新材料的特性，远低于此前将近一周的时间。这使得研究人员能够遍历元素周期表，以尝试各种不同的材料组合。

研究配图 - 2：退火持续时间 / 损耗影响

最终他们发现，由氧化钛和氧化锗组合制成的涂层材料所散耗的能量最少（相当于减少了热振动）。

而在制造过程中，钛和锗原子从源上剥离、与氧结合、然后沉积在玻璃上，以形成原子薄层。

研究配图 - 3：频率 / 损失角

如果一切顺利，新涂层可能被用于 LIGO 的第五次观测运行。作为Advanced LIGO Plus 计划的一部分，下一次运行定于本世纪中期开始。

在此之前，LIGO 的第四次运行（即 Advanced LIGO 计划的最后一次观测），将于 2022 年夏季开启。

研究配图 - 4：Advanced LIGO 干涉仪的噪声水平

有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《物理评论快报》（The Physical Review Letters）上。

原标题为《Low Mechanical Loss TiO2：GeO2Coatings for Reduced Thermal Noise in Gravitational Wave Interferometers》。