Jomfruen (interferometer)

Jomfruen (nogle gange stiliseret som VIRGO ) er en fransk-italiensk gravitationsbølgedetektor placeret ved EGO (European Gravitational Observatory) ( Cascina kommune nær den italienske by Pisa ), samt et samarbejde af samme navn, der udvikler og vedligeholder det. I 2016 arbejdede 338 medarbejdere på observatoriet [1] . Adresse: European Gravitational Observatory, Via Edoardo Amaldi, Santo Stefano a Macerata, 56021 - Cascina (PI) - Italien.

Byggeriet af Jomfrukomplekset blev afsluttet i juni 2003 til en pris af 72 millioner euro, og de første videnskabelige data blev opnået i maj 2007. I 2012 blev der udviklet et projekt for at opgradere detektoren til Advanced Jomfruen. Lanceringen af ​​den opgraderede installation fandt sted i 2017, og følsomheden blev øget med omkring 10 gange.

Enhed

Hoveddelen af ​​detektoren er et Michelson laserinterferometer , som hver arm er 3 kilometer lang. Signalrefleksioner ved enderne af armene øger deres effektive længde til 120 kilometer. Jomfruens følsomhedsområde er fra 10 til 6.000 Hertz , ved det optimale når målenøjagtigheden . Bredden af ​​rækkevidden, sammen med detektorens høje følsomhed, gør det muligt forhåbentlig med dens hjælp at detektere gravitationsstråling fra supernovaeksplosioner og sammensmeltninger af binære systemer i vores galakse og i mange tæt på f.eks. Jomfru klynge .

For at opnå den krævede høje følsomhed er der udviklet unikke højeffekt ultrastabile lasere , ultrahøjreflekterende spejle , seismiske isolatorer og positions- og retningscontrollere til Jomfruen.

Den optiske del af Jomfruen bruger en af ​​de mest stabile lasere, der nogensinde er bygget (2009). Til produktion af spejle med en reflektans på over 99,999% og nanometerformnøjagtighed blev der bygget en speciel optisk belægningsfabrik. Isoleringen af ​​de optiske dele af interferometeret fra seismisk støj er tilvejebragt af ti meter høje flertrins pendulsystemer. Interferometerets indre evakueres til et millibar tryk for at eliminere luftbåren støj. Denne del omfatter to rør, 3 kilometer lange og 1,2 meter i diameter, og er dermed den største vakuuminstallation i Europa (6800 m³) og den tredjestørste i verden (efter LIGO- interferometre ). Rørene hviler på 20 meter betonelementer, som er understøttet af omkring tusinde betonpæle, uddybet med 20-50 meter for at nå lag, der ikke er udsat for overfladevibrationer. For at opnå et så lavt tryk blev rørene fremstillet ved hjælp af en speciel teknologi, herunder desorption af brint fra rørenes metal; før hver cyklus med interferometerdrift opvarmes rørene desuden til 150 °C i flere dage for at fjerne vanddamp.

Videnskabelige resultater

LIGO- og Jomfru- samarbejdet er blevet enige om i fællesskab at behandle data fra detektorerne. Den 11. februar 2016 annoncerede de den første direkte observation af gravitationsbølger [2] . Selvom Jomfru-samarbejdet deltog i denne opdagelse, blev selve signalet dog kun registreret på mere følsomme LIGO-installationer (i september 2015).

Det første gravitationssignal detekteret af alle tre detektorer (Jomfru og to LIGO) blev detekteret i august 2017. Det vidnede om sammensmeltningen af ​​to sorte huller med masser på omkring 31 og 25 solmasser 1,8 milliarder lysår fra Jorden [3] .

Galleri

• Generel form

• En af Jomfruens hovedbanegårdsbygninger

• Luftfoto af komplekset

• Udsigt over et af Jomfru-rørene fra broen over det

• Udsigt over de to Jomfru-rør fra samme bro i modsat retning

• Luftfoto af komplekset

• Skematisk diagram af enheden

• Optisk layout af interferometeret

• Ordning af spejlophæng af det nye Advanced Virgo interferometer

• Kurve over den maksimalt opnåede følsomhed af den oprindelige version af interferometeret, 2011

• Design og opnåede følsomheder af forskellige metoder til at detektere gravitationsbølger

Noter

1. ↑ Jomfruens samarbejdsdatabase  . Jomfruen. Hentet 29. februar 2016. Arkiveret fra originalen 29. februar 2016.
2. ↑ Igor Ivanov. Gravitationsbølger er åbne! . Elements of Big Science (11. februar 2016). Dato for adgang: 14. februar 2016. Arkiveret fra originalen 14. februar 2016. (Russisk)
3. ↑ Gravitationsbølger fra en binær sort hul-fusion observeret af LIGO og Jomfruen

Links

• Officiel hjemmeside  (italiensk)
• Beskrivelse af Jomfruen på EGO-webstedet  Arkiveret 13. juli 2006 på Wayback Machine