引力波探测的里程碑与现状 - 2015年9月14日LIGO首次直接探测到引力波，开启引力波天文学新纪元，累计确认超百例引力波事件 [1] - 近期借助引力波事件GW250114验证了斯蒂芬·霍金于1971年提出的黑洞理论 [1] - 现有探测器如LIGO面临噪声干扰和灵敏度不足等挑战，亟须下一代探测器接续探索 [1] 下一代引力波探测器项目规划 - 美国宇宙探索者（CE）探测器臂长40公里，建成后每年有望探测到10万次黑洞合并事件，覆盖整个宇宙历史中的引力波源 [2] - 欧洲爱因斯坦望远镜（ET）采用三条干涉臂构成等边三角形，将探测频率下限扩展至1赫兹，能更早捕捉黑洞碰撞动态 [2] - 空间激光干涉仪（LISA）由3颗卫星组成边长250万公里的三角形，致力于探测0.1毫赫兹到1赫兹的低频引力波，预计2035年发射 [2] - 中国规划了空间引力波探测项目"天琴"与"太极"，预计于21世纪30年代投入使用 [2] 下一代探测器的技术创新 - 通过延长干涉仪臂长提高灵敏度，扩展可观测信号范围 [3] - 采用离子束溅射非晶材料和晶体涂层等先进镜面涂层技术，结合低温冷却技术抑制热振动，提升中低频段灵敏度 [3] - 量子压缩技术通过向干涉仪注入压缩真空态抑制量子噪声，使LIGO探测距离扩展超过4亿光年，发现效率有望提高50% [3] - 人工智能技术如"深度环路成型"AI系统可有效抑制观测系统噪声，提高控制精度 [3] 下一代探测器的科学潜力 - 将能够观测到几乎所有的双黑洞合并事件，揭示黑洞形成与演化历程 [4] - 以前所未有效率捕捉中子星合并，帮助解析千新星、中微子喷流等天文现象细节 [4] - 揭示新的天体物理过程，如核心坍缩型超新星爆发和中子星发出的连续引力波 [4] - 提供更精确宇宙膨胀测量数据，检验新型引力理论，探索暗物质奥秘 [4] - 与电磁波、中微子观测站协同开展多信使联合观测，推动天体物理学发展 [4][5] 下一代探测器面临的挑战 - 噪声抑制与精密工程技术是关键瓶颈，需开发更先进激光系统、低温反射镜和极低噪声环境 [6] - 地面探测器需避开地震带减少环境干扰，空间探测器需应对卫星发射、在轨维护等复杂工程 [6] - ET和LISA等项目耗资数十亿欧元，依赖多国合作，资金筹措与国际协调难度极大 [6] - 探测器将产生海量数据，必须建立可扩展高性能计算平台和先进算法以实现信号实时处理 [6]