<div dir="ltr"><font size="4">A new type of very compact gravitational wave detector has been proposed that's really cool, it would work in theory but would be very tricky to make. But If we can figure out how to engineer it a detector just 1 meter long would be as sensitive as the 4000 meter long LIGO detector; in fact it would be so sensitive it could detect the Frame Dragging which Einstein predicted the rotation of the earth would produce, and that's something even LIGO can't do. The idea is to take an artificial diamond of one 1/1000 of a millimeter across and put it into a quantum superposition, such an object is very small by human standards but it's large enough to be seen with a regular optical microscope, and that is enormous for the quantum world. </font><div class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif"><span style="font-family:Arial,Helvetica,sans-serif"><br></span></div><font size="4">The diamond would be absolutely perfect except for one flaw, one carbon atom in the lattice would be replaced by a single nitrogen atom. A microwave photon would then hit the nitrogen atom which, according to the weird laws of quantum mechanics, would both absorb and not absorb the photon. The nitrogen atom that absorbs the photon would jump into a "spin one state" and develop a magnetic field as a result, the atom that didn't absorb the photon would remain in a "spin zero state" and have no magnetism. Then by applying an external magnetic field it would be possible to separate the two atoms and the carbon lattices they are attached to by a distance as far as 1 meter. The external magnetic field would then be reversed which would bring the two superpositions back together again.</font><div><br></div><div><font size="4">The last step is to send another microwave photon at the nitrogen atom, it would be carefully tuned to change the shape of the superposition so that the crests and troughs of the spin-one state perfectly overlap and cancel out, while the crests of the spin-zero state overlap and reinforce each other. Thus, in the absence of outside interference at the end of all this a measurement of the electron would always find it in a spin-zero state. That is to say if no gravitational waves occurred at the time of separation the nitrogen atom will always be in the spin zero stay but if a gravitational wave occurred during the separation things would no longer perfectly overlap and a magnetic spin one state would be detected in the resulting data with the frequency of the gravitational wave.</font><br><div><br><div class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif"><font size="4">Although most of these steps have already been performed in the lab, or something close to it (recently a superposition of 10,000 atoms over a distance of half a meter has been achieved, but this micro diamond would contain about 10 billion atoms), nobody has ever done all these steps at the same time so it won't be easy. As one scientist put it, it's one thing to learn how to ride a bicycle and juggle, it's quite another to learn how to ride a bicycle while you're juggling. But if we can figure out how to do this it would be amazing, as <span style="font-family:Arial,Helvetica,sans-serif">Sougato Bosem the lead researcher on the project said "</span><span style="font-family:Arial,Helvetica,sans-serif"><i>The challenge is to get one of them working. If one of them works, it would be very easy to make several more</i>".</span></font></div><div class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif"><font size="4"><span style="font-family:Arial,Helvetica,sans-serif"><br></span></font></div><div><a href="https://arxiv.org/pdf/1807.10830.pdf">Mesoscopic Interference for Metric and Curvature (MIMAC) & Gravitational Wave Detection</a><div class="gmail_default" style="font-family:arial,helvetica,sans-serif"><span style="color:rgb(50,50,50);font-family:Georgia,serif;font-size:16px"><br></span></div><font size="4">John K Clark</font></div></div></div></div>