Einstein teleskop
| Döpt efter |
Albert Einstein 
|
|---|---|
| Teleskop stil |
gravitationsvågsobservatorium
|
| Hemsida |
|
Einstein Telescope (ET) eller Einstein Observatory , är en föreslagen tredje generationens markbaserad gravitationsvågdetektor , som för närvarande studeras av vissa institutioner i Europeiska unionen . Det kommer att kunna testa Einsteins allmänna relativitetsteori i starka fältförhållanden och förverkliga gravitationsvågastronomi med precision .
ET är ett designstudieprojekt som stöds av Europeiska kommissionen inom ramen för det sjunde ramprogrammet (FP7) . Det handlar om studien och den konceptuella designen för en ny forskningsinfrastruktur inom det framväxande området gravitationsvågastronomi .
Motivering
Utvecklingen av de nuvarande gravitationsvågsdetektorerna Advanced Virgo och Advanced LIGO , som andra generationens detektorer, är väldefinierad. För närvarande har de uppgraderats till sin så kallade förbättrade nivå och de förväntas nå sin designkänslighet under de närmaste åren. LIGO upptäckte gravitationsvågor 2015 och Jungfrun anslöt sig till denna experimentella framgång med den första gravitationsvågen som observerades av tre detektorer GW170814 och kort därefter med den första detekteringen av en binär neutronstjärnefusion GW170817 . Ändå går den känslighet som krävs för att testa Einsteins gravitationsteori under starka fältförhållanden eller för att realisera en precisionsgravitationsvågastronomi, huvudsakligen av massiva stjärnkroppar eller av mycket asymmetriska (i massa) binära stjärnsystem, utöver förväntade prestanda hos de avancerade detektorerna och deras efterföljande uppgraderingar. Till exempel ges de grundläggande begränsningarna vid låg frekvens av känsligheten hos andra generationens detektorer av det seismiska bruset , det relaterade gravitationsgradientbruset (så kallat Newtonskt brus) och det termiska bruset från suspensionens sista steg och testmassorna .
För att kringgå dessa begränsningar behövs ny infrastruktur: en underjordisk plats för detektorn, för att begränsa effekten av det seismiska bruset, och kryogena anläggningar för att kyla ner speglarna för att direkt reducera den termiska vibrationen hos testmassorna.
Tekniska grupper
Genom sina fyra tekniska arbetsgrupper tar ET-FP7-projektet upp de grundläggande frågorna i förverkligandet av detta föreslagna observatorium: platsens läge och egenskaper (WP1), upphängningsdesign och teknologier (WP2), detektortopologi och geometri (WP3), detektion kapacitetskrav och astrofysiska potentialer (WP4).
Deltagare
ET är ett designstudieprojekt inom det europeiska ramprogrammet (FP7). Det har föreslagits av 8 europeiska ledande experimentella forskningsinstitut för gravitationsvågor, koordinerade av European Gravitational Observatory :
-
Europeiska gravitationsobservatoriet
-
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
-
Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V. , som agerar genom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik
-
Centre National de la Recherche Scientifique
-
University of Birmingham
-
University of Glasgow
-
Nikhef
-
Cardiff University
Nuvarande design
Även om de fortfarande är i den tidiga designstudiefasen är de grundläggande parametrarna fastställda.
Liksom KAGRA kommer den att placeras under jord för att minska seismiskt brus och "gravitationsgradientbrus" orsakat av närliggande rörliga föremål.
Armarna kommer att vara 10 km långa (jämfört med 4 km för LIGO och 3 km för Jungfrun och KAGRA), och liksom LISA kommer det att finnas tre armar i en liksidig triangel, med två detektorer i varje hörn.
För att mäta polariseringen av inkommande gravitationsvågor och undvika att ha en orientering som teleskopet är okänsligt för krävs minst två detektorer. Även om detta kunde göras med två 90° interferometrar vid 45° till varandra, tillåter den triangulära formen att armarna delas. Armvinkeln på 60° minskar varje interferometers känslighet, men det kompenseras av den tredje detektorn, och den extra redundansen ger en användbar krysskontroll.
Var och en av de tre detektorerna skulle bestå av två interferometrar, en optimerad för drift under 30 Hz och en optimerad för drift vid högre frekvenser .
Lågfrekvensinterferometrarna (1 till 250 Hz) kommer att använda optik kyld till 10 K (−441,7 °F; −263,1 °C), med en stråleffekt på cirka 18 kW i varje armhålighet. De högfrekventa (10 Hz till 10 kHz) kommer att använda rumstemperaturoptik och en mycket högre recirkulerande stråleffekt på 3 MW.
ETpathfinder
En prototyp, eller testanläggning, kallad ETpathfinder byggdes vid Maastricht Universitys Randwyck Campus i Nederländerna. Anläggningen öppnades i november 2021 av den holländska ministern för utbildning, kultur och vetenskap, Ingrid van Engelshoven . Projektledare är professor Stefan Hild. ETpathfinder kommer att vara ett användbart forskningscenter i sig efter att ET har byggts. Maastricht-regionen ( Meuse–Rhen Euroregion ) är en av kandidatplatserna för ET, de andra kandidaterna finns på Sardinien och Sachsen.
Se även
- Tester av allmän relativitet
- EGO , European Gravitational Observatory
- LIGO , två gravitationsvågsdetektorer belägna i USA
- Jungfrun , en gravitationsvågsdetektor belägen i Italien
- GEO 600 , en gravitationsvågsdetektor belägen i Hannover , Tyskland
- Cosmic Explorer , ett föreslaget tredje generationens markbaserat gravitationsvågobservatorium
- Einstein@Home , ett frivilligt distribuerat datorprogram för att hjälpa LIGO/GEO-teamen att analysera sina data
Vidare läsning
- Fundamentals of Interferometric Gravitational Wave Detectors av Peter R. Saulson , ISBN 981-02-1820-6 .
- Einsteins oavslutade symfoni av Marcia Bartusiak, ISBN 0-425-18620-2 .
- Gravity's Shadow: The Search for Gravitational Waves av Harry Collins, ISBN 0-226-11378-7 .
- Att resa med tankens hastighet av Daniel Kennefick, ISBN 978-0-691-11727-0 .
- Einstein gravitationsvåg Teleskop konceptuell designstudie ET-0106C-10 .