报告题目：引力波探测——从黑洞附近的弯曲时空到宏观量子力学

报 告 人：陈雁北，美国加州理工学院

报告时间：2026年7月27日 15:00 

报告地点：物理楼W105

内容摘要：引力波的直接探测为基础物理研究开辟了新的途径。LIGO–Virgo–KAGRA合作组已经探测到近四百次双黑洞并合，而未来灵敏度更高的观测有望发现更多此类事件。由于这些引力波产生于黑洞附近的强引力场区域， 它们为研究强场引力提供了独特的观测手段。本报告将介绍如何利用引力波研究黑洞的动力学及其基本性质，包括黑洞的线性与非线性振荡、与黑洞视界附近时空几何有关的信号，以及双黑洞并合后形成的黑洞逐渐趋于平衡的动力学过程。对这些效应进行精密测量，有助于我们在极端条件下检验广义相对论，并寻找可能偏离其预言的迹象。激光干涉引力波探测器本身也是研究基础物理的重要实验装置。探测器中的宏观检验质量受到量子涨落的驱动，其测量精度受到海森堡不确定性原理的制约。为了达到目前的探测灵敏度，Advanced LIGO已经采用频率依赖压缩态等量子测量技术，以调控光场的量子涨落以及光场与反射镜运动之间的量子关联。更优化的量子测量技术（如相干量子反馈）有望提高下一代引力波探测器的灵敏度。引力波探测器也为研究宏观物体在连续量子测量下的动力学提供了独特平台。由于光场持续获取宏观反射镜的位置信息，并对它施加量子反作用，这使我们有可能研究条件量子态、测量诱导的量子关联，以及宏观质量与光场之间的量子纠缠。随着相关实验技术的发展， 我们还可能检验引力在宏观量子系统中的作用，并探索引力能否传递量子信息、产生量子纠缠，或表现出其他无法由经典引力场解释的量子特征。

报告人简介：陈雁北现任美国加州理工学院物理学教授。他于1999年毕业于北京大学，2003年获加州理工学院物理学博士学位，师从Kip S.Thorne教授。2003至2004年在加州理工学院从事博士后研究；2004至2008年在德国马克斯·普朗克引力物理研究所从事科研工作，并获得德国洪堡基金会颁发的Sofja Kovalevskaya奖，组建了自己的研究小组。2007年，他回到加州理工学院任教，并于2013年晋升为正教授。他于2015年当选美国物理学会会士，2018年获选为Simons Investigator，并于2023年获得续任。作为引力波发现团队的成员，他曾获得基础物理学特别突破奖、Gruber宇宙学奖和阿斯图里亚斯公主科学技术研究奖。