LIGO

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 2. august 2022; checks kræver 2 redigeringer .
LIGO
Laser Interferometer gravitationsbølgeobservatoriet

LIGO kontrolcenter i Hanford
Type laser gravitationsbølge interferometer
Organisation Videnskabeligt samarbejde LIGO [d]
Beliggenhed  USA ,LivingstonogHanford
Koordinater 30°32′49″ s. sh. 90°46′54″ W e. og 46°27′28″
sh. 119°24′35″ W e.
Internet side Officiel side

LIGO ( Eng. Laser  Interferometer Gravitational - Wave Observatory ) er et laserinterferometrisk gravitationsbølgeobservatorium . Projektet blev foreslået i 1992 af Kip Thorne , Ronald Drever fra California Institute of Technology og Rainer Weiss fra Massachusetts Institute of Technology . Projektet er finansieret af US National Science Foundation . Til en pris af $365 millioner er dette projekt det dyreste projekt, der nogensinde er finansieret af fonden [1] .

LIGO Scientific Collaboration (LSC) er en  voksende gruppe af forskere hvert år: omkring 40 forskningsinstitutter og 600 individuelle videnskabsmænd arbejder på at analysere data fra LIGO og andre observatorier. Samarbejdet omfatter også to videnskabelige grupper fra Rusland: gruppen af ​​V.P. Mitrofanov (Department of Physics of Oscillations , Faculty of Physics , Moscow State University , Moskva ) og gruppen af ​​akademiker A.M. Sergeev ( Instituttet for Anvendt Fysik RAS , Nizhny Novgorod ).

Den 11. februar 2016 annoncerede LIGO- og VIRGO-samarbejdet påvisningen af ​​gravitationsbølger , som fandt sted den 14. september 2015 ved LIGO-installationerne [2] , det detekterede signal kom fra sammensmeltningen af ​​to sorte huller med masser på 36 og 29 solmasser i en afstand af omkring 1,3 milliarder lysår fra Jorden, mens tre solmasser blev brugt på stråling [3] [4] [5] .

Mål og mål

LIGO's hovedopgave er eksperimentel påvisning af tyngdekraftsbølger af kosmisk oprindelse. Disse bølger blev først forudsagt i Einsteins generelle relativitetsteori i 1916, da den nødvendige teknologi til at opdage dem endnu ikke eksisterede. Deres eksistens er blevet indirekte bevist[ specificer ] mens de studerede pulsaren PSR B1913+16 (for opdagelsen af ​​pulsaren blev videnskabsmænd tildelt Nobelprisen i fysik i 1993).

I august 2002 begyndte LIGO-observatoriet at observere gravitationsbølger. Som forventet kan de observeres i binære systemer (kollisioner og interaktioner mellem neutronstjerner og sorte huller ), under eksplosioner af supernovaer , nær pulsarer og i resterne af gravitationsstråling genereret af Big Bang . Teoretisk kan observatoriet også undersøge sådanne hypotetiske fænomener som kosmiske strenge og domænegrænser ( eng.  Domain wall , grænser, der adskiller regionerne af to mulige minima af potentiel energi ( vakuum )).

Observatoriet deltager i Einstein@Home- projektet .

Observatorier

LIGO består af to observatorier: i Livingston ( Louisiana ) [6] og i Hanford (Washington) [7] , adskilt af 3002 kilometer. Da udbredelseshastigheden af ​​gravitationsbølger forventes at være lig med lysets hastighed , giver denne afstand en forskel på 10 millisekunder, hvilket giver dig mulighed for at bestemme retningen til kilden til det registrerede signal.

Hovedelementet i hvert observatorium er et L-formet system bestående af to fire kilometer lange arme med et højt vakuum indeni. Inde i et sådant system er der installeret et modificeret Michelson-interferometer , i hver af armene, som takket være yderligere spejle lavet af kvartsglas, Fabry-Perot-resonatorer er dannet , disse spejle på en speciel suspension er testmasser, afstanden mellem hvilke ændres af den indkommende gravitationsbølge. Det forlænger den ene skulder og forkorter den anden på samme tid [3] .

Laserstrålen passerer først gennem et envejsspejl, der transmitterer strålen fra laseren og reflekterer strålen, der vender tilbage fra interferometeret, og fungerer således som en strømrecirkulator og gør det muligt at bruge en 200-watt laser i stedet for en 750-kilowatt laser . Derefter kommer strålen ind i interferometeret og opdeles af en stråledeler i to stråler, som hver er rettet mod den tilsvarende arm af interferometeret og passerer gennem Fabry-Perot-resonatoren omkring 280 gange, og reflekteres gentagne gange i slutningen og begyndelsen af armen, hvilket øger interferometerets følsomhed markant. Derefter tilføjes strålerne fra de to arme i fotodetektoren, og vejforskellen mellem dem forårsager en ændring i strømmen i detektoren [3] .

Samtidig med hovedinterferometeret kan et "lille" interferometer anvendes. Armlængden på et sådant interferometer er halvt så lang (2 kilometer), og skarpheden af ​​Fabry-Perot-resonatorerne i armene er den samme som på hovedinterferometeret, hvilket svarer til halvdelen af ​​henfaldstiden. På grund af reduktionen i ringetiden falder den teoretisk beregnede følsomhed for det lille interferometer sammen med hovedinterferometerets følsomhed ved frekvenser over 200 Hz, men er dobbelt så dårlig ved lave frekvenser.

Livingston Observatory opererer med et enkelt interferometer i sin hovedtilstand. I 2004 blev dette interferometer med succes opgraderet med installationen af ​​et aktivt mekanisk støjreduktionssystem baseret på hydrauliske aktuatorer . Et sådant system giver en størrelsesorden dæmpning af vibrationer ved frekvenser på 0,1-5 Hz. I dette bånd er seismiske vibrationer hovedsageligt forårsaget af mikroseismiske bølger og menneskeskabte kilder (trafik, logning osv.)

På Hanford Observatory, sammen med et interferometer, der er identisk med Livingston, bruger de også et interferometer, der er halvt så stort. På grund af den begrænsede seismiske aktivitet i det sydøstlige Washington var det acceptabelt at fortsætte med at bruge det passive støjdæmpningssystem i Hanford.

Historien om videnskabelige lanceringer

Observerede begivenheder

Projekter

Avanceret LIGO

En række forbedringer af observatoriet er forudset. I 2014 var det planlagt at opnå en størrelsesorden bedre følsomhed end i øjeblikket[ hvornår? ] antenner. [fjorten]

LISA

LISA ( Eng.  Laser Interferometer Space Antenna , en rumantenne, der anvender princippet om et laserinterferometer) er et fælles projekt mellem NASA og ESA , som efter planen skal kombineres med LIGO i studiet af gravitationsbølger. Observatorier vil opfatte gravitationsbølger ved forskellige frekvenser (frekvensen af ​​bølger opfattet af LISA er fire til fem størrelsesordener lavere end for LIGO), så de opnåede data vil komplementere hinanden.

Se også

Noter

Kommentarer
  1. ↑ Faktiske data for 2015. Ifølge den officielle kilde Arkiveret 15. april 2016 på Wayback Machine vil laserstrålen foran effektrecirkulatoren i fremtiden have en effekt på 200 watt, ikke 20 watt som på figuren, desuden ifølge samme kilde Arkiveret 19. april 2016 på Wayback Machine vil den cirkulerende effekt være 750 kilowatt, ikke 100 kilowatt, som på figuren.
Brugt litteratur og kilder
  1. ↑ På tærsklen til Nobel, reflekterer over, hvordan LIGO næsten ikke blev bygget . Hentet 15. maj 2019. Arkiveret fra originalen 3. maj 2019.
  2. ↑ Gravitationsbølger opdaget, bekræfter Einsteins teori - The New York Times . Hentet 28. september 2017. Arkiveret fra originalen 11. februar 2016.
  3. ↑ 1 2 3 Ponyatov A. De findes! Gravitationsbølger registreret  // Videnskab og liv . - 2016. - Nr. 3 . - S. 2-12 .
  4. ↑ Fysisk. Rev. Lett. 116, 061102 (2016) - Observation af gravitationsbølger fra en binær sort hul-fusion . Hentet 25. juni 2020. Arkiveret fra originalen 11. februar 2016.
  5. ↑ Forskere annoncerede opdagelsen af ​​gravitationsbølger - Gazeta.Ru . Hentet 12. februar 2016. Arkiveret fra originalen 13. februar 2016.
  6. ↑ Udsigt fra rummet
  7. ↑ Udsigt fra rummet
  8. ↑ LIGO O1 statusrapport  (engelsk)  (link ikke tilgængeligt) . LIGO (november 2015). Hentet 15. februar 2016. Arkiveret fra originalen 16. februar 2016.
  9. ↑ Igor Ivanov. Gravitationsbølger er åbne! . Elements of Big Science (11. februar 2016). Dato for adgang: 14. februar 2016. Arkiveret fra originalen 14. februar 2016.
  10. ↑ O2 resumé . Hentet 26. august 2022. Arkiveret fra originalen 4. februar 2022.
  11. ↑ O3a Resumé . Hentet 26. august 2022. Arkiveret fra originalen 15. marts 2022.
  12. ↑ O3b Resumé . Hentet 26. august 2022. Arkiveret fra originalen 15. marts 2022.
  13. ↑ LIGO, JOMMOM OG KAGRA OVERHOLDER LØBEPLANER . Hentet 26. august 2022. Arkiveret fra originalen 25. juni 2022.
  14. ↑ Avanceret LIGO (downlink) . Dato for adgang: 23. maj 2011. Arkiveret fra originalen 24. september 2013. 

Litteratur

Links

 Gravitationsbølgeastronomi : detektorer og teleskoper
Underjordisk interferometrisk
(fungerende)
Jordinterferometrisk
(fungerende)
Jord andre
(fungerende)
Jord
(planlagt)
Plads
(planlagt)		LISA
historisk
Dataanalyseeinstein@home
Signaler ( liste )
 Vindere af Gruber-prisen i kosmologi
  Gå til Wikidata-elementet  I sociale netværk
Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger