Ein Ende in Sicht in die lange Suche nach Gravitationswellen (Op-Ed)

Einen bessere Detektor brauchen

Sie betrieben ganz viel von den 1990er Jahren. Wenn ein paar von schwarzen Löchern war in unserer Galaxie kollidiert, oder ein neues schwarzes Loch gebildet hatte, würde es als eine sanfte Ping in den kalten Bars... gehört aber alles blieb ruhig.

Was die kryogenen Detektoren erreicht haben, war ein Verständnis wie Quantenphysik Messung, sogar der Tonne Skalieren von Objekten auswirkt. Die Detektoren zwang uns, mit einem neuen Ansatz zur Messung in den Griff zu bekommen. Heute ist dies eine wichtige Forschungsgebiet genannt makroskopischen Quantenmechanik gewachsen.

Aber die null Ergebnisse bedeutete nicht das Ende. Es bedeutete, dass wir weiter ins Universum zu suchen. Eine schwarzes Loch Kollision kann selten in einer Galaxie, aber es könnte ein häufiges Ereignis sein, wenn Sie bis zu 1 Million Galaxien hören konnte.

Laserstrahlen hilft

Eine neue Technologie war nötig, um die Empfindlichkeit enorm dehnen, und bis zum Jahr 2000 war dies zur Verfügung: eine Methode namens Laser Interferometrie.

Die Idee war mit Laserstrahlen kleine Schwingungen in der Ferne zwischen den weit auseinander liegenden Spiegel messen. Je größer der Abstand desto größer die Schwingung! Und L-förmig könnte das Signal zu verdoppeln und heben sich auf das Geräusch des Lasers.

Mehrere Teams von Physikern, darunter ein Team an der Australian National University war viele Jahre Erforschung der Technologie tätig. Laser-Strahl Messungen erlaubt sehr große Abstände und so neue Detektoren bis zu 4km in der Größe wurden konstruiert und gebaut in den USA, Europa und Japan.

Neuesten Detektoren

Teil dieses Projekts konzentriert sich auf eine 80 Meter Skala Laser Forschungseinrichtung – eine Art Mini-Schwerewelle Detektor – das Konsortium hat am Standort entwickelt. Experimente betrachten der Physik des neuen Detektoren und vor allem die Kräfte, die durch Laserlicht.

Das Team hat mehrere neue Phänomene, einschließlich eine, die Laser Photonen Teilchen der solide genannte Phononen abprallen entdeckt. Dieses Phänomen erweist sich als sehr nützlich, da es neue diagnostische Hilfsmittel ermöglicht zu Instabilitäten in der neuen Detektoren zu verhindern.

Die Licht-Kräfte können auch verwendet werden, um "optische Stangen" zu machen – denken Sie an ein Star Wars Lichtschwert! Diese Geräte können mehr Gravitationswelle Energie – eröffnet eine ganze Reihe von zukünftigen Möglichkeiten von nützliche Gadgets, neue Gravitationswellendetektoren erfassen.

Endphase der Entdeckung

Die erste Etappe-Detektoren erreicht ihr Ziel-Empfindlichkeit im Jahr 2006, und wie erwartet sie keine Signale erkannt. Sie würde wissen, ob sie hatten!

Die zweite Phase-Detektoren werden voraussichtlich beginnen nächstes Jahr in Betrieb. Das australische Team bereitet sich denn die neuen Detektoren das ganze Spiel verändern.

Zum ersten Mal haben wir feste Vorhersagen: die Stärke und die Anzahl der Signale. Nicht mehr hoffen wir auf seltene und unbekannte Ereignisse.

Wir werden einen bedeutenden überwachen Volumen des Universums und zum ersten Mal können wir zuversichtlich, dass wir auf das Zusammenwachsen der binären Neutronenstern Systeme und die Bildung von schwarzen Löchern "hören" wird sein.

Sobald diese Detektoren volle Empfindlichkeit erreichen hören wir Signale fast einmal in der Woche. Genau dann, wenn wir diesen Punkt erreichen wird, weiß niemand. Wir müssen lernen, die umfangreiche und komplexen Maschinen zu betreiben.

Falls gewünscht würde Wetten auf das Datum der ersten Erkennung von einigen Schwerewelle dann einige Physiker auf 2016, Wette wahrscheinlich würden die meisten 2017. Ein paar Pessimisten würde sagen, dass wir unerwartete Probleme entdecken, die ein paar Jahre zu lösen nehmen könnte.

David Blair erhält Mittel von der Australian Research Council, ist Mitglied des australischen Consortium for Gravitation Astronomie und ist Mitglied der wissenschaftlichen Zusammenarbeit LIGO.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf das Gespräch. Lesen Sie die