Войти
 | |
| Местоположение (а) | Зарштедт, Хильдесхайм, Нижняя Саксония, Германия |
|---|---|
| Координаты | 52 ° 14'49 "N 9 ° 48'30" E / 52,2469 ° N 9,8083 ° E / 52,2469; 9.8083 Координаты : 52 ° 14'49 ″ N 9 ° 48′30 ″ E / 52,2469 ° N 9,8083 ° E / 52,2469; 9.8083  |
| Организация | LIGO Scientific Collaboration |
| Длина волны | 43 км (7,0 кГц) -10 000 км (30 Гц) |
| Построен | сентябрь 1995 г. - (сентябрь 1995 г. -) |
| Телескопический стиль | гравитационно-волновая обсерватория. Интерферометр Майкельсона |
| Диаметр | 600 м (1968 футов 6 дюймов) |
| Веб-сайт | www.geo600.org |
  Местоположение GEO600 | |
 Связанные материалы на Wikimedia Commons | |
GEO600 - это детектор гравитационных волн, расположенный рядом с Сарштедт в юг Ганновера, Германия. Он разработан и эксплуатируется учеными из Института гравитационной физики им. Макса Планка, Института квантовой оптики и Ганноверского университета им. Лейбница вместе с Университет Глазго, Университет Бирмингема и Университет Кардиффа в Соединенном Королевстве, и финансируется Обществом Макса Планка и Совет по науке и технологиям (STFC). GEO600 является частью всемирной сети детекторов гравитационных волн. Этот прибор и его родственные интерферометрические детекторы, когда они работают, являются одними из самых чувствительных детекторов гравитационных волн из когда-либо созданных. Они предназначены для обнаружения относительных изменений расстояния порядка 10, что составляет размер одного атома по сравнению с расстоянием от Солнца до Земли. GEO600 способен обнаруживать гравитационные волны в диапазоне частот от 50 Гц до 1,5 кГц. Строительство проекта началось в 1995 году.
В 1970-х годах две группы в Европе, одна во главе с Хайнцем Биллингом в Германии и одна во главе с Рональдом Древером в Великобритании, инициировали исследования по обнаружению лазерно-интерферометрических гравитационных волн. В 1975 году Институт астрофизики Макса Планка в Мюнхене начал с прототипа с длиной руки 3 м, который позже (1983) в Институте квантовой оптики Макса Планка (MPQ) в Гархинге привел к созданию прототипа с Длина руки 30 м. В 1977 году факультет физики и астрономии Университета Глазго начал аналогичные исследования, а в 1980 году приступил к эксплуатации 10-метрового прототипа.
В 1985 году группа Гархинга предложила создать большой детектор с 3-километровым ( 2 mi) armlength, британская группа - аналогичный проект в 1986 году. Две группы объединили свои усилия в 1989 году - родился проект GEO с горами Гарц (Северная Германия), которые считались идеальным местом. Однако проект не получил финансирования из-за финансовых проблем. Так, в 1994 г. был предложен детектор меньшего размера: GEO600, который будет построен в низинах недалеко от Ганновера, с рукавами длиной 600 м. Строительство этого британо-немецкого детектора гравитационных волн началось в сентябре 1995 года.
В 2001 году Институт гравитационной физики Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна, AEI) в Потсдаме взял на себя ганноверский филиал MPQ, и с тех пор 2002 Детектор эксплуатируется совместным Центром гравитационной физики AEI и Leibniz Universität Hannover вместе с университетами Глазго и Кардиффа. С 2002 г. GEO600 участвовал в нескольких сериях данных по совпадению с детекторами LIGO. В 2006 году GEO600 достиг проектной чувствительности, но до сих пор сигнал не обнаружен. Следующая цель - уменьшить остаточный шум еще примерно в 10 раз до 2016 года.
GEO600 - это интерферометр Майкельсона. Он состоит из двух плеч длиной 600 метров, через которые лазерный луч проходит дважды, так что эффективная длина оптического плеча составляет 1200 метров. Основные оптические компоненты расположены в системе сверхвысокого вакуума. Давление находится в диапазоне 10 мбар.
Для точных измерений оптика должна быть изолирована от колебаний грунта и других влияний окружающей среды. По этой причине все наземные детекторы интерферометрических гравитационных волн подвешивают свои зеркала в виде многоступенчатых маятников. Для частот выше резонансной частоты маятника маятники обеспечивают хорошую изоляцию от вибраций. Вся основная оптика GEO600 подвешена в виде тройных маятников, чтобы изолировать зеркала от вибраций в горизонтальной плоскости. Верхняя и промежуточная массы подвешены на консольных пружинах, которые обеспечивают изоляцию от вертикального перемещения. На самой верхней массе находятся шесть приводов с катушками-магнитами, которые используются для активного гашения маятников. Кроме того, вся клетка подвески установлена на пьезокристаллах. Кристаллы используются для «активной системы сейсмической изоляции». Он перемещает всю подвеску в направлении, противоположном движению земли, так что движение земли отменяется.
Основные зеркала GEO600 представляют собой цилиндры из плавленого кварца диаметром 18 см. и высотой 10 см. Делитель луча (диаметром 26 см и толщиной 8 см) является единственным пропускающим элементом оптики в тракте высокой мощности, поэтому он был изготовлен из плавленого кварца особого качества. Его поглощение составляет менее 0,25 ppm / см.
GEO600 использует множество передовых технологий и оборудования, которые планируется использовать в следующем поколении наземных детекторов гравитационных волн. :
Еще одно отличие от других проектов состоит в том, что GEO600 не имеет полостей для рук.
Чувствительность к деформации гравитационной волны обычно измеряется в амплитудной спектральной плотности (ASD). Пиковая чувствительность GEO600 в этом устройстве составляет 2 × 10 1 / √Гц при 600 Гц. На высоких частотах чувствительность ограничена доступной мощностью лазера. В области низких частот чувствительность GEO600 ограничена сейсмическими колебаниями грунта.
В ноябре 2005 года было объявлено, что инструменты LIGO и GEO начали расширенный совместный научный цикл. Три инструмента (инструменты LIGO расположены недалеко от Ливингстона, Луизиана и на Хэнфорд-Стрит, Вашингтон, США) собирали данные более года с перерывами на настройку и обновление. Это был пятый научный запуск GEO600. Во время предыдущих прогонов сигналов не обнаружено.
Первое наблюдение гравитационных волн 14 сентября 2015 года было объявлено коллаборациями LIGO и интерферометр Дева 11 февраля 2016 года. Интерферометр Девы в Италии в то время не работал, а GEO600 находился в инженерном режиме и был недостаточно чувствительным, поэтому не мог подтвердить сигнал. GEO600 начал сбор данных одновременно с Advanced LIGO 18 сентября 2015 года.
15 января 2009 года об этом сообщалось в New Scientist что некоторые еще не идентифицированные шумы, которые присутствовали при измерениях детектора GEO600, могли быть вызваны тем, что прибор чувствителен к чрезвычайно небольшим квантовым флуктуациям пространства-времени, влияющим на положение частей детектора. Это утверждение было сделано Крейгом Хоганом, ученым из Фермилаба, на основе его собственной теории о том, как должны происходить такие флуктуации, мотивированные голографическим принципом.
В статье New Scientist говорится, что Хоган отправил свое предсказание «голографического шума» в коллаборацию GEO600 в июне 2008 года, а впоследствии получил график избыточного шума, который «выглядел точно так же, как мое предсказание». Однако до того времени Хоган знал, что эксперимент обнаружил избыточный шум. В статье Хогана, опубликованной в Physical Review D в мае 2008 года, говорится: «Приблизительное совпадение предсказанного голографического шума с иначе необъяснимым шумом в GEO600 побуждает к дальнейшим исследованиям». Хоган цитирует доклад 2007 года из коллаборации GEO600, в котором уже упоминается «загадочный шум средней полосы» и где нанесены спектры шума. Аналогичное замечание было сделано («В области между 100 Гц и 500 Гц обнаружено несоответствие между некоррелированной суммой всех прогнозов шума и фактической наблюдаемой чувствительностью») в документе GEO600, представленном в октябре 2007 г. и опубликованном в мае 2008 г.
Детекторы гравитационных волн очень часто находят избыточный шум, который впоследствии устраняется. По словам Карстена Данцманна, главного исследователя GEO600, «повседневная работа по повышению чувствительности этих экспериментов всегда вызывает некоторый избыточный шум (...). Мы работаем, чтобы определить его причину, избавиться от нее и устранить следующий источник шума. лишний шум ". Кроме того, некоторые новые оценки уровня голографического шума в интерферометрии показывают, что он должен быть намного меньше по величине, чем заявлял Хоган.
Не только результат работы регистрируется не только основной фотодиод, но и выходной сигнал ряда дополнительных датчиков, например фотодиодов, измеряющих вспомогательные лазерные лучи, микрофоны, сейсмометры, акселерометры, магнитометры и характеристики всех цепей управления. Эти вторичные датчики важны для диагностики и обнаружения влияния окружающей среды на выходной сигнал интерферометра. Поток данных частично анализируется проектом распределенных вычислений «Einstein @ home », программным обеспечением, которое волонтеры могут запускать на своих компьютерах.
С сентября 2011 года детекторы VIRGO и LIGO были остановлены на модернизацию, в результате чего GEO600 стал единственным действующим крупномасштабным лазерным интерферометром для поиска гравитационных волн. Впоследствии, в сентябре 2015 г., в сеть были включены усовершенствованные детекторы LIGO, которые использовались в первом сеансе наблюдений «O1» с чувствительностью примерно в 4 раза большей, чем исходный LIGO для некоторых классов источников (например, нейтронных звезд). двоичные файлы), и гораздо более высокая чувствительность для более крупных систем с их пиковым излучением на более низких звуковых частотах. Эти передовые детекторы LIGO были разработаны в рамках LIGO Scientific Collaboration под руководством Габриэлы Гонсалес. К 2019 году чувствительность новых передовых детекторов LIGO должна быть как минимум в 10 раз выше, чем у оригинальных детекторов LIGO.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с GEO600. |
