Căutarea undelor gravitaționale urmează să se reia în urma eșecurilor legate de COVID-19

Căutarea undelor gravitaționale urmează să se reia în urma eșecurilor legate de COVID-19

Marca temporală: 27 ianuarie 2023 6:20

Detectorul de unde gravitaționale Virgo din Italia
Back up and running: the Virgo gravitational-wave detector in Italy (courtesy: The Virgo collaboration/CCO 1.0)

The LIGO-Virgo-KAGRA collaboration has announced that se va relua căutarea undelor gravitaţionale în Mai. Următoarea perioadă de observare – a patra a proiectului – trebuia să înceapă anul trecut, dar a fost amânată din cauza unei serii de întârzieri de inginerie rezultate din pandemia COVID-19. Cursa va fi cea mai lungă până în prezent, funcționând timp de 18 luni.

Detectoarele de unde gravitaționale sunt interferometre în formă de L cu brațe lungi de câțiva kilometri. Razele laser sunt trimise în jos pentru fiecare braț și apoi răsare în oglinzi, numite mase de testare. Fasciculele sunt apoi recombinate în centrul interferometrului producând un model de interferență care se anulează atunci când este perfect aliniat. Instrumentele sunt astfel sensibile la modificări minuscule ale lungimii cauzate de orice unde gravitaționale care trec.

LIGO a fost un succes imens, observând prima sa undă gravitațională în 2016 dintr-o fuziune binară de găuri negre. De atunci, alte 92 de detecții au fost făcute în trei curse de observație. Runda de observație 3 trebuia să dureze 12 luni până la sfârșitul lunii aprilie 2020, dar s-a încheiat pe 27 martie 2020, când a început pandemia.

Detectoarele LIGO și Virgo au suferit apoi o serie de îmbunătățiri ale sensibilității, care au inclus modalități de a suprima „zgomotul cuantic” din detector. „[Acest lucru] limitează sensibilitatea detectorilor de unde gravitaționale atât la frecvență joasă, sub formă de zgomot de presiune de radiație, cât și la frecvență înaltă, sub formă de zgomot de numărare a fotonilor”, spune Alessandro Bertolini de la institutul Nikhef din Amsterdam, care lucrează la dezvoltarea detectorului.

Se așteaptă ca actualizările să dubleze sensibilitatea detectorilor la fuziunea stelelor de neutronis. Whereas gravitational waves were detected almost every week in the previous observational run, such events should now be picked up every day.

Trei e o mulțime

Pe lângă faptul că va prezenta Virgo și LIGO, detectorul KAGRA din Japonia se va alătura și ei viitoarei runde. KAGRA, care este situat sub un munte din centrul Japoniei, a devenit operațional în 2019 și s-a alăturat execuției anterioare în februarie 2020, înainte de a fi întreruptă din cauza pandemiei.

While KAGRA’s is currently poorer than Virgo and LIGO at detecting gravitational waves, its sensitivity will also soon improve thanks to detector upgrades. KAGRA will operate for one month in the upcoming run before being shutdown for improvements. It is hoped that KAGRA will re-join observations for at least three months next year.

“We hope to realise our first detection by the end of the coming run,” KAGRA spokesperson Jun'ichi Yokoyama de la Universitatea din Tokyo a spus Lumea fizicii. „Cât de mult va contribui participarea noastră la știința obținută de întreaga rețea depinde în mod esențial de sensibilitatea pe care o vom obține până la sfârșitul cursei, la care este dificil de răspuns în acest moment.”

After the fourth run, the LIGO and Virgo detectors are expected to undergo further upgrades, particularly to the coatings used on the mirrors. “The new coatings are currently still in a development phase,” says Bertolini. “[The upcoming] run will allow the scientific output to be increased while the coating design is finalised, and the new test masses are prepared for the following run.” The new coating is expected to be ready for the fifth observational run, which begins in 2026.

Timestamp-ul:

Mai mult de la Lumea fizicii