在我們的探測器中，跨越數千至數十億英里的重力波可能會被時空中最小的量子漲落所掩蓋。但現在，雷射干涉儀重力波天文台 (LIGO) 的研究人員找到了一種克服這種量子雜訊的方法。結果，他們發現的宇宙事件數量幾乎是以前的兩倍。

「我們很久以前就意識到量子雜訊將限制我們。這不僅僅是一個幻想 [quantum] 麻省理工學院的賈文軒說：“這是一個需要證明的東西，它確實會影響實際的探測器。”

LIGO 探測重力波，即由黑洞之間碰撞等戲劇性宇宙事件產生的時空結構中的漣漪。為此，它沿著兩條 4 公里長的臂（彼此垂直）發射雷射光束。經過的重力波會擠壓和擴大這些臂所在的時空部分，從而在兩束光束行進的距離之間引入微小的差異。

但這種差異是如此之小，以至於很難判斷它何時是由重力波引起的，何時是由於滲透到整個空間（包括雷射本身）的量子場的幾乎難以察覺的閃爍引起的。研究人員發現，改變光的量子特性可以幫助他們抑制量子場的裂縫並獲得更清晰的重力波訊號。

他們在探測器上添加了一系列設備，包括一個特殊的晶體和幾個透鏡和鏡子，所有這些設備一起工作，將LIGO 的光「壓縮」到量子態，在量子態中，光粒子之間的相關性減少了閃爍。

LIGO 在 2020 年完成了首次壓縮光運行，但該方法僅適用於頻率相對較高的重力波——頻率較低的重力波實際上比以前產生了更多的雜訊訊號。在 LIGO 2023 年運行之前，賈和他的同事修改了壓縮過程，使其在高頻和低頻下都同樣有效。這項變化產生了驚人的效果：它偵測到的重力波數量幾乎增加了一倍，有效地讓機器揭示了我們宇宙的更大部分。

賓州州立大學的 Chad Hanna 表示：“突破量子測量的界限也突破了時空測量的界限，這確實是一件美好的事情。”他說，這種先進的精度將使 LIGO 能夠看到黑洞合併「一直到第一批恆星的形成」。

德國馬克斯普朗克重力物理研究所的布魯斯艾倫表示，物理學家希望透過 LIGO 新發現的精度看到幾種新型重力波。這包括凹凸不平的中子星在旋轉時不斷發射的中子星，而不是它們與物體碰撞時發射的中子星，這是迄今為止檢測到的大多數重力波的起源。

此次升級也為全新發現打開了大門，因為它可以幫助探測滲透時空的重力波背景。 “每次提高靈敏度 [of your detectors]，你會增加遇到意外的機會，」艾倫說。