| KAGRA | |
|---|---|
| Kamioka gravitationsbølgedetektor | |
| En af skuldrene under konstruktionen af KAGRA | |
| Type | Gravitationsbølgedetektor |
| Beliggenhed | Kamioka Observatory , Gifu-præfekturet , Japan . |
| Koordinater | 36°24′43″ s. sh. 137°18′21″ in. e. |
| Højde | 414 m |
| åbningsdato | 22. juni 2010 |
| Start dato | 20. februar 2020 |
| Internet side |
gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/… ( engelsk) gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp ( japansk) |
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |
KAGRA ( Kamioka Gravitational Wave Detector ) , tidligere LCGT ( Large Cryogenic Gravity Telescope ) er en japansk gravitationsbølgedetektor placeret omkring 200 km vest for Tokyo . , i Kamioka Underground Mine i det tidligere Kamioka Township (nu en del af Hida City ) i Gifu-præfekturet i Japan . Det drives af Institute for Cosmic Ray Research (ICCR) University of Tokyo . [1] Det er Asiens første gravitationsbølgedetektor , verdens første bygget under jorden i en underjordisk mine, og verdens første detektor, der bruger kryogene spejle lavet af safir og afkølet til 20 grader over det absolutte nulpunkt -253,15 °C (20K) for at reducere termisk støj. [2]
ICCR blev etableret i 1976 for at studere kosmiske stråler. LCGT-projektet blev godkendt den 22. juni 2010. Omdøbt til KAGRA i januar 2012, hvor "KA" er fra sin placering i Kamioka Underground Mine og "GRA" er fra tyngdekraft og tyngdekraftsbølger . [3] Projektet ledes af 2015-vinderen af Nobelprisen i fysik for opdagelsen af neutrinoscillationer , Takaaki Kajita , som spillede en stor rolle i finansieringen og opbygningen af projektet. [fire]
To interferometre af prototypen af gravitationsbølgedetektoren blev konstrueret til at udvikle de teknologier, der kræves til udviklingen af KAGRA. Den første, TAMA 300 , beliggende i byen Mitaka på campus for Japans National Astronomical Observatory , udstyret med to 300-meter arme, og drevet fra 1998-2008, demonstrerede gennemførligheden af KAGRA-projektet. Den anden, CLIO , udstyret med 100 meter arme, har været i drift under jorden nær KAGRA siden 2006 og bliver brugt til at udvikle kryogenisk afkølede spejle, der skulle forbedre nøjagtigheden af KAGRA-målinger.
KAGRA har to 3 km lange arme, der danner en laserinterferometrisk gravitationsbølgedetektor . Den anvendte laser har en effekt på omkring 80 watt. Detektorens nedre detektionsgrænse er ved amplituder på 3·10 −24 ved en frekvens på 100 Hz. Det er bygget i Kamioka Observatory (神岡宇宙素粒子研究施設Kamioka uchu: soryu: shi kenkyu: shisetsu ) , et neutrino- og tyngdebølgelaboratorium placeret under jorden i Mozumi Mine, og Kamioka Mining Company, ejet af Kamioka Mining Company. nær det tidligere Kamioka Township (nu en del af Hida City ), Gifu Prefecture , Japan . Minen har været brugt siden begyndelsen af 1980'erne til at opdage neutrinoer. Dette sted er dog ikke helt egnet til KAGRA, da minen ligger i en porøs sten, hvorigennem regnvand siver. Vand kom ind i tunnelernes indre, og der skulle installeres en vandtæt belægning for at holde tunnelerne tørre. Om foråret, når sneen smelter, skal pumperne pumpe 1.000 tons vand ud i timen. [5]
KAGRA detekterer gravitationsbølger fra sammensmeltningen af binære neutronstjerner i en afstand på 240 megaparsec ved et signal-til-støj-forhold på 10 . Det forventede antal genkendte hændelser pr. år er 2 eller 3. KARGA er optimeret til at detektere 100 Hz signaler, som svarer til gravitationsbølger udsendt af neutronstjernefusioner. I betragtning af KAGRA's følsomhed forventes det, at den vil være i stand til at genkende op til 10 sådanne hændelser om året. [6] KAGRA-målingerne vil komplementere LIGO- og Jomfru-målingerne og tillade mere præcis placering af kilden til gravitationsbølger. [2] For at opnå den nødvendige følsomhed, metoderne, der allerede er brugt i LIGO og VIRGO gravitationsdetektorer (systemet med passiv isolering af detektoren fra baggrunds lavfrekvente vibrationer, højeffektlasere, Fabry-Perot resonatorer , resonansmetoden sidebåndsadskillelse osv.) blev anvendt. Men i modsætning til de to gravitationsbølgedetektorer, der opererer fra 2019 - Jomfruen i Italien og LIGO i USA - er KAGRA bygget under jorden. Målinger er således mindre påvirket af omgivende støj genereret af menneskelige aktiviteter og naturfænomener. Det andet kendetegn ved KAGRA er brugen af kryogene spejle, der er afkølet til en temperatur på -253,15 °C (20 K) for at reducere termisk støj, såvel som suspensionspunktinterferometre (til aktivt at undertrykke baggrundsvibrationer). [2] Omkostningerne ved projektet i begyndelsen af 2019 var 16,4 milliarder yen (134,4 millioner euro). [5]
Byggeriet af KAGRA var genstand for adskillige forsinkelser. Oprindeligt skulle det påbegynde byggeriet af KAGRA i 2005, og lanceringen var planlagt til 2009 [7] , men yderligere idriftsættelse blev udskudt til 2018 [8] . Byggeriet begyndte i 2010 og blev afsluttet den 4. oktober 2019, hvilket tog ni år at færdiggøre. Tunnelfasen begyndte i maj 2012 og sluttede den 31. marts 2014. [9] De første test af interferometeret (iKAGRA) begyndte i marts 2016. I 2018 begyndte enheden at arbejde med en del af dets kryogene system (bKAGRA fase 1). [10] Der var dog behov for yderligere tekniske justeringer, før observationerne påbegyndtes. [11] Detektoren begyndte sit arbejde den 20. februar 2020 [12] .
| Gravitationsbølgeastronomi : detektorer og teleskoper | ||
|---|---|---|
| Underjordisk interferometrisk (fungerende) |
| |
| Jordinterferometrisk (fungerende) | ||
| Jord andre (fungerende) | ||
| Jord (planlagt) | ||
| Plads (planlagt) | LISA | |
| historisk |
| |
| Dataanalyse | einstein@home | |
| Signaler ( liste ) | ||