Собственно детектор антенны представляет собой четыре массивных зеркала, сделанных либо из плавленно — AstroStory

Собственно детектор антенны представляет собой четыре массивных зеркала, сделанных либо из плавленного кварца, либо из сапфира, которые подвешены на тонких кварцевых нитях длиной около 1 м . Все зеркала размещены в вакуумных камерах, соединенных вакуумными трубами. Расстояние между зеркалами в каждой паре 4 км. Когда гравитационная волна проходит, она сначала сдвигает одну пару зеркал и раздвигает другую, в следующий период — наоборот. Лазерный интерферометр регистрирует эти колебания.

Принцип использования пары свободных масс-зеркал и лазерного интерферометра для регистрации их малых колебаний, вызванных гравитационной волной, предложен членом-корреспондентом РАН В.И. Пустовойтом и профессором М.Е. Герценштейном в 1962 г.

Несколько чисел для иллюстрации: при расстоянии 4 км между зеркалами и амплитуде волны 10-21 величина амплитуды относительных колебаний зеркал 4х10-16 см при оптимальной ориентации плеч антенны относительно источника. На прототипе LIGO, где расстояние между зеркалами составляло 40 м, после многих лет работы такая чувствительность при регистрации взаимных колебаний моделей зеркал уже достигнута. В 2002 г. в LIGO I при расстоянии между зеркалами 4 км чувствительность должна быть немного лучше, чем в прототипе. На следующем этапе (LIGO II) в 2006 г. чувствительность должна быть повышена: можно будет зарегистрировать амплитуду колебаний зеркал около 10-17 см.

Ясно, что достижение такой чувствительности — это очень серьезная технологическая задача, ведь величина амплитуды колебаний в 10 тыс. раз меньше размера атомного ядра (10-13 длины оптической волны, или половина длины квантовой волновой функции 30-килограммового зеркала). Потребовалось весьма значительно усовершенствовать технологию высокочувствительных измерений, повысить стабильность лазеров, увеличить отражающую способность оптических зеркал, существенно развить квантовую теорию измерений и создать соответствующие технологии.

Ответственность за разработку конструкций и операции на микроинтерферометрах лежат на Калифорнийском технологическом институте. Но существует и международное научное сообщество, которое формулирует задачи, проводит исследовательские работы. В нем участвуют 250 ученых и инженеров из 25 институтов. Большую роль в этом сообществе играют профессор В.Б. Брагинский и его коллеги из Московского государственного университета. Подвес зеркал и тепловые флуктуации в нем, избыточные шумы, квантовые ограничения и квантовые невозмущающие измерения — это проблемы, которые решает группа из МГУ. А задача Калифорнийского технологического института — использовать все разработки МГУ, чтобы превратить их в технологически надежные устройства, которыми будут оборудованы антенны. В содружестве научные группы разрабатывают различные узлы и элементы для LIGO II, чтобы потом, в окончательном варианте, использовать их в больших гравитационных антеннах.

Принципиальная схема лазерной гравитационной антенны

Первое, на что можно надеяться, — это обнаружение всплесков гравитационного излучения при спиральном сближении либо двух нейтронных звезд, либо черных дыр в последней стадии перед столкновением. На эту стадию приходится примерно 1000 или 10000 циклов (оборотов) при средней частоте около 100 Гц или несколько сотен герц. При чувствительности LIGO I нет 100%-ной гарантии, что такие всплески будут зарегистрированы, но при чувствительности LIGO II вероятность их наблюдения высокая. Антенны LIGO II смогут зарегистрировать слияние нейтронных звезд на расстоянии 1 млрд. световых лет от Земли. Частота ожидаемых событий — от двух в год (пессимистическая оценка) до одного в день (оптимистическая оценка). Слияние нейтронных звезд с черными дырами можно будет наблюдать с вдвое большего расстояния. Пессимистическая оценка — одно событие в год, оптимистическая — три всплеска в день. А слияние черных дыр будет видно с расстояния 5 млрд. световых лет (это близко к величине горизонта событий). Частота ожидаемых событий — от одного в месяц (пессимистическая оценка) до шести в день (оптимистическая оценка).

Страницы: 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

2. РИТМЫ ТАНЦА
Во всем спектре вопросов, связанных с уровнями существования человека, с ритмами его танца, есть один аспект, исследованный методами научного знания. Именно его мы и возьмем за точку отсчета. Изв …

ЗАПИСКИ ПИЛОТА

Гонор Лев Робертович
Лев Робертович Гонор родился 15 сентября 1906 года в местечке Городище Черкасского уезда Киевской губернии в семье наборщика. После революции 1917 года его отец работал организатором книжной торговл …

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: