ค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงที่จะกลับมาทำงานอีกครั้งหลังจากความพ่ายแพ้ของ COVID-19

ค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงที่จะกลับมาทำงานอีกครั้งหลังจากความพ่ายแพ้ของ COVID-19

ประทับเวลา: 27 มกราคม 2023 6:20 น

เครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงของราศีกันย์ในอิตาลี
สำรองและใช้งาน: เครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงของราศีกันย์ในอิตาลี (ได้รับความอนุเคราะห์จาก The Virgo Collaboration/CCO 1.0)

ความร่วมมือ LIGO-Virgo-KAGRA ได้ประกาศแล้วว่า การค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงจะกลับมาทำงานต่อ ในเดือนพฤษภาคม. การดำเนินการสังเกตการณ์ครั้งต่อไป – ครั้งที่สี่ของโครงการ – ตั้งใจจะเริ่มต้นเมื่อปีที่แล้ว แต่ถูกเลื่อนออกไปเนื่องจากความล่าช้าทางวิศวกรรมหลายครั้งซึ่งเป็นผลมาจากการแพร่ระบาดของ COVID-19 การดำเนินการจะยาวนานที่สุดจนถึงปัจจุบัน โดยดำเนินการเป็นเวลา 18 เดือน

เครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเป็นอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์รูปตัว L ที่มีแขนยาวหลายกิโลเมตร ลำแสงเลเซอร์จะถูกส่งลงมาที่แขนแต่ละข้างแล้วกระเด็นไปโดนกระจก ซึ่งเรียกว่ามวลทดสอบ จากนั้น ลำแสงจะรวมกันอีกครั้งที่จุดศูนย์กลางของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ ทำให้เกิดรูปแบบการรบกวนที่จะยกเลิกเมื่อจัดแนวอย่างสมบูรณ์ เครื่องมือจึงมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงความยาวเล็กน้อยที่เกิดจากคลื่นความโน้มถ่วงที่ผ่านเข้ามา

LIGO ประสบความสำเร็จอย่างมาก พบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรก ในปี 2016 จากการควบรวมหลุมดำแบบไบนารี ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา มีการตรวจจับอีก 92 ครั้งจากการสังเกตการณ์สามครั้ง Observational run 3 ควรมีอายุ 12 เดือนจนถึงสิ้นเดือนเมษายน 2020 แต่สิ้นสุดในวันที่ 27 มีนาคม 2020 เมื่อการระบาดเริ่มต้นขึ้น

จากนั้นเครื่องตรวจจับ LIGO และ Virgo ได้ทำการปรับปรุงความไวหลายชุด ซึ่งรวมถึงวิธีในการยับยั้ง "เสียงควอนตัม" ในเครื่องตรวจจับ “[สิ่งนี้] จำกัดความไวของเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงทั้งที่ความถี่ต่ำ ในรูปแบบของเสียงรบกวนจากรังสี และที่ความถี่สูง ในรูปแบบของสัญญาณรบกวนการนับโฟตอน” กล่าว อเลสซานโดร แบร์โตลินี่ จากสถาบัน Nikef ในอัมสเตอร์ดัม ซึ่งทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาเครื่องตรวจจับ

การอัพเกรดคาดว่าจะเพิ่มความไวของเครื่องตรวจจับเป็นสองเท่า การรวมตัวกันของดาวนิวตรอนส. ในขณะที่การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเกือบทุกสัปดาห์ในการสังเกตการณ์ครั้งก่อน เหตุการณ์ดังกล่าวควรถูกตรวจพบทุกวัน

ฝูงชนสามคน

นอกจากฟีเจอร์ Virgo และ LIGO แล้ว เครื่องตรวจจับ KAGRA ของญี่ปุ่นจะเข้าร่วมการวิ่งที่กำลังจะมีขึ้นด้วย คากรา ซึ่งตั้งอยู่ใต้ภูเขาทางตอนกลางของประเทศญี่ปุ่นเริ่มดำเนินการในปี 2019 และเข้าร่วมการดำเนินการครั้งก่อนในเดือนกุมภาพันธ์ 2020 ก่อนที่จะหยุดให้บริการเนื่องจากการแพร่ระบาด

แม้ว่าปัจจุบัน KAGRA จะตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้แย่กว่า Virgo และ LIGO แต่ความไวของมันก็จะเพิ่มขึ้นในไม่ช้าด้วยการอัพเกรดเครื่องตรวจจับ KAGRA จะดำเนินการเป็นเวลาหนึ่งเดือนในการดำเนินการที่กำลังจะมาถึงก่อนที่จะปิดตัวลงเพื่อปรับปรุง หวังว่า KAGRA จะกลับมาเข้าร่วมการสำรวจอีกครั้งเป็นเวลาอย่างน้อยสามเดือนในปีหน้า

“เราหวังว่าจะตระหนักถึงการตรวจจับครั้งแรกของเราภายในสิ้นสุดการดำเนินการที่กำลังจะมาถึง” โฆษก KAGRA จุนอิจิ โยโกยามะ จากมหาวิทยาลัยโตเกียวบอก โลกฟิสิกส์. “การมีส่วนร่วมของเราจะมีส่วนช่วยให้วิทยาศาสตร์ได้รับจากเครือข่ายทั้งหมดมากน้อยเพียงใดนั้นขึ้นอยู่กับความละเอียดอ่อนที่เราจะบรรลุได้เมื่อสิ้นสุดการดำเนินการ ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะตอบ ณ จุดนี้”

หลังจากการวิ่งครั้งที่สี่ เครื่องตรวจจับ LIGO และ Virgo คาดว่าจะได้รับการอัพเกรดเพิ่มเติม โดยเฉพาะการเคลือบที่ใช้กับกระจก “การเคลือบแบบใหม่ยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา” Bertolini กล่าว “การดำเนินการ [ที่กำลังจะมาถึง] จะช่วยให้ผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์เพิ่มขึ้นในขณะที่การออกแบบการเคลือบเสร็จสิ้น และมวลทดสอบใหม่ก็เตรียมพร้อมสำหรับการดำเนินการครั้งต่อไป” คาดว่าการเคลือบใหม่จะพร้อมสำหรับการสังเกตการณ์ครั้งที่ 2026 ซึ่งจะเริ่มในปี XNUMX

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์