ЛАЗЕРНАТА ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ - НОВИЯТ ПРОЗОРЕЦ
НА ЧОВЕЧЕСТВОТО КЪМ ВСЕЛЕНАТА

Днес измерването на малки периодични премествания (с амплитуди милиони пъти по-малки от размерите на атомите) широко се използува за редица фундаментални и приложни проблеми в науката като детекция на гравитационни вълни, безконтактно измерване на повърхнинни акустически вълни, безразрушителен контрол, фотоакустическа микроскопия и спектроскопия и много други. Измежду тях с фундаменталната си стойност се отличава възможността чрез прецизни лазерни интерферометри да се детектират гравитационни вълни, породени от редица астрофизически обекти и явления на вселената като въртенето на двойни звезди, раждането и колапса на неутронни звезди, черни дупки и т.н. Гравитационните вълни, съгласно релативистката теория на относителността променят периодично метриката на пространството и предизвикват едновременно във взаимно перпендикулярни посоки периодични свивания и разстягания на физическите обекти. С многолъчева интерферометрия и високостабилен мощен лазерен сноп тези малки периодични изменения (което зависи от интензитета на гравитационните вълни) могат да се трансформират в слаб променлив светлинен поток, които да се детектира с високо-чувствителна фото-електронна техника. Няколко големи проекта за детекция на гравитационни вълни чрез многолъчева интерферометрия като LIGO (Laser Interferometеr Gravitational-Wave Observatory – съвместен проект между Калифорнийския институт по технология и Масачузетския институт по технология) на САЩ, VIRGO – съвместен проект на френски и италиански учени, TAMA - на японски учени, GEO600 - съвместен проект на германски и английски учени, ACIGA (Australian Consortium Interferometric Gravitational Wave Astronomy) - на учени от Австралия и Нова Зеландия и други са обединили понастоящем усилията за откриване на гравитационните вълни. Като пример за мащабите на подобни проекти на фигурата в ляво Северното рамо на интерферометъра сочи към градчето Монте Сера, а западното - наляво; Тази картина може да се види в троен размере показана снимката от самолет на двете взаймно перпендикулярни рамена, всяко с дължина 3 километра на интерферометъра изграждан в Касчина, Италия. Самите рамена на интерферометрите представляват тунели, които на примера от фигурата са със среден радиус 1,2 метра в които за да се избегне Релеевото разейване на светлината от молекулите на газа се подържа в тях висок вакуум.
На фигурата по-долу в дясно е показана подобна снимка на LIGO-интерферометър от Харфорд с дължина на раменете 4 километра. Можете да видите тази картина в троен размер Друг подобен интерферометър се изгражда в Ливингстон, като се предвижда чрез работата им в синхрон с този от Хардфорд да бъдат елиминирани различните шумови источници, като например случайните локални вибрации на земната повърхност със сеизмичнен или друг характер. Специални фундаменти и антисейзмични техники се прилагат в местата, където се разполагат чувстителните елементи на многолъчевия интерферометър. На Фигурата - фотомонтаж в дясно са показани моменти от работата по LIGO - проекта за търсене на гравитационни вълни.
Досега почти цялата информация за вселената е получавана главно чрез електромагнитните вълни. Детектирането на гравитационни вълни ще даде на човечеството съвършенно нов и универсален инструмент за изследване на вселената и нейната еволюция. Поставянето на тази висока цел днес е естествен резултат от развитието на приложната физика и особено от възможността за измерване на много малки периодични премествания - милиони пъти по - малки от размерите на градивните частици на атомите. Това на свой ред също поставя друг фундаментален въпрос - за структурата на микропространството. Очевидно е обаче, че с реализацията на тези проекти се разкриват съвършенно нови хоризонти в познанието на хората за света.
Трите мой публикации дадени по - долу, са свързани с доказването чрез експерименти на възможноста за измерване на много малки периодични премествания с помоща на лазерна интерферометрия. В първата още през 1973 г. за пръв път е дискутирана възможността за използуването на лазерната интерферометрия за детекция на гравитационни вълни, а в последната е анализирана детайлно и експериментално доказана тази възможнст. Докладът на юбилейната сесия в чест на академик Милко Борисов представлява преглед на състоянието на гравитационно-вълновата обсерватория до 2003 година.

1. 1-Arm Phase Optical Bridge with Axial Symmetry (with Interference Newton Fringes) for Measuring Small Periodic Displacements
2. One-Arm Phase Optical Bridge for Measuring Small Amplitude High Frequency Vibrations
3. Multibeam Interferometric Methods for Measuring very Small Periodic Displacements