La búsqueda de ondas gravitacionales se reanudará tras los reveses del COVID-19

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El detector de ondas gravitacionales de Virgo en Italia — De nuevo en funcionamiento: el detector de ondas gravitacionales Virgo en Italia (cortesía: La colaboración Virgo/CCO 1.0)

La colaboración LIGO-Virgo-KAGRA ha anunciado que se reanudará la búsqueda de ondas gravitacionales En Mayo. La próxima ejecución de observación, la cuarta del proyecto, estaba destinada a comenzar el año pasado, pero se pospuso debido a una serie de retrasos de ingeniería como resultado de la pandemia de COVID-19. La ejecución será la más larga hasta la fecha, con una duración de 18 meses.

Los detectores de ondas gravitacionales son interferómetros en forma de L con brazos de varios kilómetros de largo. Los rayos láser se envían por cada brazo y luego rebotan en los espejos, llamados masas de prueba. Luego, los haces se recombinan en el centro del interferómetro produciendo un patrón de interferencia que se cancela cuando está perfectamente alineado. Por lo tanto, los instrumentos son sensibles a cambios diminutos en la longitud causados por cualquier onda gravitacional que pase.

LIGO ha sido un gran éxito, detectando su primera onda gravitatoria en 2016 de una fusión binaria de agujeros negros. Desde entonces, se han realizado otras 92 detecciones en tres recorridos de observación. Se suponía que la ejecución de observación 3 duraría 12 meses hasta finales de abril de 2020, pero finalizó el 27 de marzo de 2020 cuando comenzó la pandemia.

Luego, los detectores LIGO y Virgo experimentaron una serie de mejoras de sensibilidad, que incluyeron formas de suprimir el "ruido cuántico" en el detector. "[Esto] limita la sensibilidad de los detectores de ondas gravitacionales tanto a baja frecuencia, en forma de ruido de presión de radiación, como a alta frecuencia, en forma de ruido de conteo de fotones", dice Alejandro Bertolini del instituto Nikhef de Ámsterdam, que trabaja en el desarrollo de detectores.

Se espera que las actualizaciones dupliquen la sensibilidad de los detectores para fusión de estrellas de neutroness. Mientras que en el anterior ciclo de observación se detectaban ondas gravitacionales casi todas las semanas, ahora estos fenómenos deberían detectarse todos los días.

Tres son multitud

Además de presentar Virgo y LIGO, el detector KAGRA de Japón también se unirá a la próxima carrera. KAGRA, que se encuentra debajo de una montaña en el centro de Japón, entró en funcionamiento en 2019 y se unió a la ejecución anterior en febrero de 2020 antes de que se interrumpiera debido a la pandemia.

Si bien KAGRA es actualmente peor que Virgo y LIGO en la detección de ondas gravitacionales, su sensibilidad también mejorará pronto gracias a las actualizaciones del detector. KAGRA funcionará durante un mes en la próxima ejecución antes de cerrarse para realizar mejoras. Se espera que KAGRA vuelva a realizar observaciones durante al menos tres meses el próximo año.

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"Esperamos realizar nuestra primera detección al final del próximo período", dijo el portavoz de KAGRA. Jun'ichi Yokoyama de la Universidad de Tokio dijo Mundo de la física. "Cuánto contribuirá nuestra participación a la ciencia obtenida por toda la red depende de manera crucial de la sensibilidad que logremos al final de la ejecución, que es difícil de responder en este momento".

Después de la cuarta ejecución, se espera que los detectores LIGO y Virgo se sometan a nuevas mejoras, en particular en los revestimientos utilizados en los espejos. “Los nuevos recubrimientos todavía se encuentran en fase de desarrollo”, afirma Bertolini. "[La próxima] ejecución permitirá aumentar la producción científica mientras se finaliza el diseño del recubrimiento y las nuevas masas de prueba se preparan para la siguiente ejecución". Se espera que el nuevo revestimiento esté listo para la quinta fase de observación, que comienza en 2026.