Laserinterferometrin gravitaatioaaltojen observatorio

LIGO Kuva Infoboxissa. Interferometrin pohjoisvarsi. Esitys
Tyyppi Gravitaatioaaltojen observatorio
Johtaja LIGO-tieteellinen yhteistyö ( in )
Rakentaminen 1994-2002
Käyttöönotto 23. elokuuta 2002
Verkkosivusto (en)  www.ligo.caltech.edu
Tekniset tiedot
Aallon pituus 43-10 000 km
Maantiede
Osoite Washington Yhdysvallat
 
Yhteystiedot 46 ° 27 '19' N, 119 ° 24 '28' W

Laserinterferometria Painovoiman-Wave seurantapalvelu ( "Observatory painovoima-aaltojen interferometria laser  "), lyhennettynä LIGO on fysiikan kokeessa suuressa mittakaavassa, joka pyrkii suoraan havaita gravitaatioaaltoja . Oli mukana perustamassa vuonna 1992 Kip Thorne ja (in) Ronald Drever sekä Caltech ja Rainer Weiss ja MIT , The LIGO on yhteinen hanke tutkijoiden MIT, Caltech ja monet muut laitokset ja yliopistot. Gravitaatioaaltojen tähtitieteellisten tietojen analysointi on LIGOn tieteellisen yhteistyön (LSC) vastuulla, joka kokoaa yhteen 900 tutkijaa ympäri maailmaa. LIGO: ta rahoittaa kansallinen tiedesäätiö (NSF), merkittävällä panoksella Yhdistyneen kuningaskunnan tiede- ja teknologianeuvostossa (UK), Max-Planck -yhdistyksessä (Saksa) ja Australian tutkimusneuvostossa (Australiassa). Keskelläsyyskuu 2016, maailman suurimman painovoimakeskuksen odotetaan valmistuvan kattavan 5-vuotisen 200 miljoonan dollarin peruskorjauksen , jonka kokonaiskustannukset ovat 620 miljoonaa dollaria. LIGO on suurin ja kunnianhimoisin NSF: n rahoittama projekti.

Muita LIGO-tyyppisiä ilmaisimia on käytössä ympäri maailmaa, mukaan lukien Cascinassa , Italiassa rakennettu eurooppalainen Neitsyt- interferometri . Vuodesta 2007 lähtien Neitsyt ja LIGO ovat olleet sidoksissa yhteistyösopimukseen, joka sisältää eri ilmaisimien tallentamien tietojen vaihdon ja yhteisen julkaisupolitiikan fysiikan tuloksista, jotka on saatu analysoimalla näitä tietoja yhdessä. Tämä yhteistyö on välttämätöntä: jättimäiset interferometriset ilmaisimet eivät ole suunnattuja (ne tarkkailevat koko taivasta) ja etsivät signaaleja, joiden amplitudit ovat erittäin heikot, harvinaisia ​​ja häiritseviä hyvin erilaisen alkuperän instrumenttiäänistä. Täten vain gravitaatioaallon samanaikainen havaitseminen useissa instrumenteissa tekee mahdolliseksi tehdä löydös ja saada tietoa tämän signaalin lähteestä.

Kaksi LIGO-ilmaisinta ovat 4 km: n pituisia jättiläisiä Michelson-interferometrejä , jotka on  rakennettu Yhdysvalloissa  : Washingtonin osavaltion Hanfordin ydinkompleksissa ja Livingstonissa (Louisiana) .

LSC on myös vastuussa herkempien anturien suunnittelun tutkimisesta .

Nobelin fysiikan palkinnon sai vuonna 2017 Rainer Weiss , Barry C. Barish ja Kip Thorne kohteelle "ratkaisevaan osuus suunnittelussa LIGO ilmaisimen ja tarkkailtu gravitaatioaaltojen" löytö, joka oli jo voittanut Nobelin Palkinto vuonna 1993 toiselle joukkueelle ( jäljempänä ).

Tehtävä

LIGOn tehtävänä on tarkkailla suoraan kosmisen alkuperän gravitaatioaaltoja. Nämä aallot ennustivat ensimmäisen kerran vuonna 1916 Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria, kun niiden havaitsemiseen tarvittavaa tekniikkaa ei vielä ollut olemassa. Niiden olemassaolo vahvistettiin epäsuorasti vuonna 1974, jolloin binaarisen pulsarin PSR B1913 + 16 havainnot osoittivat sen kiertoradan lyhenemisen Einsteinin ennusteiden mukaisesti, johtuen painovoimasäteilyyn liittyvästä energian menetyksestä. Nobelin fysiikan palkinnon sai vuonna 1993 Russell Alan Hulse ja Joseph Hooton Taylor tämän löydön.

Huomautukset

11. helmikuuta 2016, LIGOn päivätty suora havainnointi painovoima-aalloista 14. syyskuuta 2015, joka johtuu kahden mustan aukon törmäyksestä , ilmoitetaan konferenssin aikana. Tämä havainto on nimeltään GW150914 , GW tarkoittaa "gravitaatioaaltoja", joihin havaitsemispäivä on lisätty.

Physical Review Letters ilmoittaa15. kesäkuuta 2016 että toinen törmäys havaittiin 26. joulukuuta 2015( GW151226 ), joka vastaa kahta mustaa aukkoa, joissa on kymmenen aurinkomassaa.

Kolmas törmäys havaittiin 4. tammikuuta 2017( GW170104 ) kahden mustan aukon välillä, jotka ovat kaksi kertaa niin kaukana kuin edelliset, noin 3 miljardin valovuoden päässä. Nämä mustat aukot, joiden massa vastasi 31,2 ja 19,4 aurinkomassaa, sulautuivat massaan, joka vastaa 48,7 aurinkoa . Mikä tarkoittaa, että tämän tapahtuman aikana noin kahden auringon energia muuttui gravitaatioaalloiksi ennen kuin LIGO ja Neitsyt havaitsivat sen .

Kaikki LIGO- ja Neitsyt-havainnot antavat meille mahdollisuuden arvioida mustan aukon sulautumisten määrän maailmankaikkeudessa yli 12: een kuutiometriä kohti gigaparsekkia vuodessa (kuutio 3,26 miljardin valovuoden välein).

17. elokuuta 2017, havaitaan kahden neutronitähden fuusion lähettämät gravitaatioaallot ( GW170817 ). Tapahtumaa vastaava suurenerginen sähkömagneettinen säteily ( gammasädepurske GRB 170817A) kirjataan kaksi sekuntia myöhemmin avaruusteleskoopilla Fermi . Gravitaatioaaltojen ja gammasäteilyn puhkeamisen alkuperä on " 130 miljoonan valovuoden päässä sijaitsevassa galaksissa NGC 4993 " .

Evoluutio

Sisään helmikuu 2019on ilmoittanut rahoitus viritetty 35 miljoonaa of Yhdysvaltain dollaria , kaksinkertaistamista herkkyys LIGO. Tämän kehityksen pitäisi mahdollistaa vuodesta 2023 lähtien havaita mustien aukkojen fuusio tunnissa.

LIGO-Intia

LIGO-Intia on LIGO-yhteistyön ja Intian yhteistyö uuden gravitaatioaaltodetektorin implantoimiseksi. Tämä mahdollistaa siten ilmaisuverkon laajentamisen herkkyyden parantamiseksi. Käynnistys on suunniteltu vuodelle 2024.

Huomautuksia ja viitteitä

(fr) Tämä artikkeli on osittain tai kokonaan otettu Wikipedian englanninkielisestä artikkelista "  LIGO  " ( katso kirjoittajaluettelo ) .
  1. LIGO-tiedote NSF: llä
  2. VIRGOn ja LIGOn yhteisymmärryspöytäkirja
  3. Fysiikan Nobel-palkinto Barry Barish muistelee gravitaatioaaltojen löytämistä
  4. (in) "  Einsteinin gravitaatioaallot löytyivät vihdoin  " osoitteesta nature.com
  5. (sisään) BP Abbott LIGOn tieteellinen yhteistyö ja Neitsyt-yhteistyö , "  Gravitaatioaaltojen havaitseminen binaarisen mustan reiän sulautumisesta  " , Physical Review Letters 116, 061102 (2016) ,11. helmikuuta 2016( DOI  10.1103 / PhysRevLett.116.061102 , luettu verkossa , käytetty 11. helmikuuta 2016 )
  6. "  Gravitaatioaallot ja mustat aukot, teko 2  " , CNRS Le -lehdessä ,15. kesäkuuta 2016(käytetty 15. kesäkuuta 2016 )
  7. Sean Bailly, "  Gravitaatioaallot: Ligo värisee uudelleen  " , osoitteessa pourlascience.fr ,2. kesäkuuta 2017(käytetty 2. kesäkuuta 2017 )
  8. Sean Bailly, "  Gravitaatioaallot: havaittu uuden tyyppinen signaali  " , osoitteessa pourlascience.fr ,16. lokakuuta 2017(käytetty 14. joulukuuta 2017 )
  9. (in) Davide Castelvecchi, "  Painovoima-aalto observatorio LIGO asetettu icts Havaitseminen kaksi voima  " , Nature , voi.  566,15. helmikuuta 2019, s.  305 ( DOI  10.1038 / d41586-019-00573-4 ).

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit