Η αναζήτηση για βαρυτικά κύματα θα συνεχιστεί μετά από αποτυχίες του COVID-19

Το ανακοίνωσε η συνεργασία LIGO-Παρθένου-ΚΑΓΡΑ η αναζήτηση για βαρυτικά κύματα θα ξαναρχίσει τον Μάιο. Η επόμενη παρατήρηση - η τέταρτη του έργου - επρόκειτο να ξεκινήσει πέρυσι, αλλά αναβλήθηκε λόγω μιας σειράς καθυστερήσεων μηχανικής που προέκυψαν από την πανδημία COVID-19. Η διαδρομή θα είναι η μεγαλύτερη μέχρι σήμερα, με διάρκεια 18 μηνών.

Οι ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων είναι συμβολόμετρα σχήματος L με βραχίονες μήκους πολλών χιλιομέτρων. Οι ακτίνες λέιζερ στέλνονται κάτω από κάθε βραχίονα και στη συνέχεια αναπηδούν από τους καθρέφτες, που ονομάζονται δοκιμαστικές μάζες. Στη συνέχεια, οι δοκοί ανασυνδυάζονται στο κέντρο του συμβολόμετρου δημιουργώντας ένα μοτίβο παρεμβολής που ακυρώνεται όταν είναι τέλεια ευθυγραμμισμένα. Τα όργανα είναι επομένως ευαίσθητα σε μικρές αλλαγές στο μήκος που προκαλούνται από τυχόν διερχόμενα βαρυτικά κύματα.

Το LIGO είχε τεράστια επιτυχία, εντοπίζοντας το πρώτο του βαρυτικό κύμα το 2016 από μια δυαδική συγχώνευση μαύρης τρύπας. Από τότε έχουν πραγματοποιηθεί άλλες 92 ανιχνεύσεις σε τρεις μετρήσεις παρατήρησης. Η παρατήρηση 3 υποτίθεται ότι θα διαρκούσε 12 μήνες μέχρι τα τέλη Απριλίου 2020 αλλά έληξε στις 27 Μαρτίου 2020 όταν ξεκίνησε η πανδημία.

Στη συνέχεια, οι ανιχνευτές LIGO και Virgo υποβλήθηκαν σε μια σειρά βελτιώσεων ευαισθησίας, οι οποίες περιλάμβαναν τρόπους καταστολής του «κβαντικού θορύβου» στον ανιχνευτή. «[Αυτό] περιορίζει την ευαισθησία των ανιχνευτών βαρυτικών κυμάτων τόσο σε χαμηλή συχνότητα, με τη μορφή θορύβου πίεσης ακτινοβολίας, όσο και σε υψηλή συχνότητα, με τη μορφή θορύβου μέτρησης φωτονίων», λέει. Αλεσάντρο Μπερτολίνι από το ινστιτούτο Nikhef στο Άμστερνταμ, που εργάζεται στην ανάπτυξη ανιχνευτών.

Οι αναβαθμίσεις αναμένεται να διπλασιάσουν την ευαισθησία των ανιχνευτών συγχώνευση αστεριών νετρονίωνμικρό. Ενώ τα βαρυτικά κύματα ανιχνεύονταν σχεδόν κάθε εβδομάδα στην προηγούμενη παρατήρηση, τέτοια συμβάντα θα πρέπει τώρα να εντοπίζονται καθημερινά.

Το Three είναι ένα πλήθος

Εκτός από το Virgo και το LIGO, ο ανιχνευτής KAGRA της Ιαπωνίας θα συμμετάσχει επίσης στην επερχόμενη σειρά. ΚΑΓΡΑ, που βρίσκεται κάτω από ένα βουνό στην κεντρική Ιαπωνία, τέθηκε σε λειτουργία το 2019 και εντάχθηκε στο προηγούμενο πρόγραμμα τον Φεβρουάριο του 2020 προτού διακοπεί λόγω της πανδημίας.

Ενώ το KAGRA είναι σήμερα πιο φτωχό από το Virgo και το LIGO στην ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, η ευαισθησία του θα βελτιωθεί επίσης σύντομα χάρη στις αναβαθμίσεις των ανιχνευτών. Το KAGRA θα λειτουργήσει για ένα μήνα στην επερχόμενη εκτέλεση πριν κλείσει για βελτιώσεις. Ελπίζεται ότι το KAGRA θα επανενταχθεί στις παρατηρήσεις για τουλάχιστον τρεις μήνες το επόμενο έτος.

Rainer Weiss: 50 χρόνια LIGO και βαρυτικών κυμάτων

"Ελπίζουμε να πραγματοποιήσουμε την πρώτη μας ανίχνευση μέχρι το τέλος της επόμενης σειράς", ο εκπρόσωπος του KAGRA Jun'ichi Yokoyama είπε από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο Κόσμος Φυσικής. «Το πόσο θα συνεισφέρει η συμμετοχή μας στην επιστήμη που αποκτά ολόκληρο το δίκτυο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ευαισθησία που θα επιτύχουμε μέχρι το τέλος του κύκλου, κάτι που είναι δύσκολο να απαντηθεί σε αυτό το σημείο».

Μετά την τέταρτη εκτέλεση, οι ανιχνευτές LIGO και Virgo αναμένεται να υποστούν περαιτέρω αναβαθμίσεις, ιδιαίτερα στις επικαλύψεις που χρησιμοποιούνται στους καθρέφτες. «Οι νέες επικαλύψεις βρίσκονται ακόμη σε φάση ανάπτυξης», λέει ο Bertolini. «[Η επερχόμενη] εκτέλεση θα επιτρέψει την αύξηση της επιστημονικής απόδοσης όσο ολοκληρωθεί ο σχεδιασμός της επίστρωσης και οι νέες μάζες δοκιμής προετοιμάζονται για την επόμενη εκτέλεση». Η νέα επίστρωση αναμένεται να είναι έτοιμη για την πέμπτη παρατήρηση, η οποία ξεκινά το 2026.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/search-for-gravitational-waves-set-to-resume-following-covid-19-setbacks/