| KAGRA | |
|---|---|
| Kamioka gravitationsvågdetektor | |
| En av axlarna under konstruktionen av KAGRA | |
| Sorts | Gravitationsvågsdetektor |
| Plats | Kamioka Observatory , Gifu Prefecture , Japan . |
| Koordinater | 36°24′43″ s. sh. 137°18′21″ in. e. |
| Höjd | 414 m |
| öppningsdatum | 22 juni 2010 |
| Start datum | 20 februari 2020 |
| Hemsida |
gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/… ( engelska) gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp ( japanska) |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
KAGRA ( Kamioka Gravitational Wave Detector ) , tidigare LCGT ( Large Cryogenic Gravity Telescope ) är en japansk gravitationsvågsdetektor belägen cirka 200 km väster om Tokyo . , i Kamioka Underground Mine i den tidigare Kamioka Township (nu en del av Hida City ) ) i Gifu Prefecture i Japan . Det drivs av Institute for Cosmic Ray Research (ICCR) University of Tokyo . [1] Det är Asiens första gravitationsvågsdetektor , världens första byggda under jord i en underjordisk gruva, och världens första detektor som använder kryogena speglar gjorda av safir och kylda till 20 grader över absoluta nollpunkten -253,15 °C (20K) för att minska termiskt brus. [2]
ICCR grundades 1976 för att studera kosmiska strålar. LCGT-projektet godkändes den 22 juni 2010. Omdöpt till KAGRA i januari 2012, där "KA" kommer från sin plats i Kamioka Underground Mine och "GRA" kommer från gravitations- och gravitationsvågor . [3] Projektet leds av 2015 års Nobelpristagare i fysik för upptäckten av neutrinoscillationer , Takaaki Kajita , som spelade en stor roll i finansieringen och uppbyggnaden av projektet. [fyra]
Två interferometrar av prototypen av gravitationsvågsdetektorn konstruerades för att utveckla den teknologi som krävs för utvecklingen av KAGRA. Den första, TAMA 300 , belägen i staden Mitaka på campus för National Astronomical Observatory of Japan , utrustad med två 300-meters armar, och fungerade från 1998-2008, visade genomförbarheten av KAGRA-projektet. Den andra, CLIO , utrustad med 100-meters armar, har varit verksam under jord nära KAGRA sedan 2006 och används för att utveckla kryogeniskt kylda speglar som bör förbättra noggrannheten i KAGRA-mätningar.
KAGRA har två 3 km långa armar som bildar en laserinterferometrisk gravitationsvågsdetektor . Lasern som används har en effekt på cirka 80 watt. Detektorns nedre detektionsgräns är vid amplituder på 3·10 −24 vid en frekvens på 100 Hz. Det är byggt i Kamioka Observatory (神岡宇宙素粒子 研究施設 Kamioka uchu: soryu: shi kenkyu: shisetsu ) , ett neutrino- och gravitationsvåglaboratorium som ligger under jorden i Mozumi Mine, och som ägs av Kamioka Mining, som ägs av Kamioka Mining. nära tidigare Kamioka Township (nu en del av Hida City ), Gifu Prefecture , Japan . Gruvan har använts sedan början av 1980-talet för att upptäcka neutriner. Denna plats är dock inte riktigt lämplig för KAGRA, eftersom gruvan ligger i en porös sten genom vilken regnvatten sipprar. Vatten kom in i tunnlarnas inre och en vattentät beläggning måste installeras för att hålla tunnlarna torra. På våren, när snön smälter, måste pumparna pumpa ut 1 000 ton vatten i timmen. [5]
KAGRA detekterar gravitationsvågor från sammanslagning av binära neutronstjärnor på ett avstånd av 240 megaparsec vid ett signal-brusförhållande på 10 . Det förväntade antalet identifierade händelser per år är 2 eller 3. KARGA är optimerad för att detektera 100 Hz-signaler, vilket motsvarar gravitationsvågor som emitteras av neutronstjärnes sammanslagningar. Med tanke på känsligheten hos KAGRA förväntas den kunna känna igen upp till 10 sådana händelser per år. [6] KAGRA-mätningarna kommer att komplettera LIGO- och Jungfrumätningarna och möjliggöra en mer exakt lokalisering av gravitationsvågornas källa. [2] För att uppnå den erforderliga känsligheten används metoderna som redan används i gravitationsdetektorerna LIGO och VIRGO (systemet för passiv isolering av detektorn från lågfrekventa bakgrundsvibrationer, högeffektlasrar, Fabry-Perot-resonatorer , resonansmetoden sidbandsseparering, etc.) tillämpades. Men till skillnad från de två gravitationsvågsdetektorerna som fungerar från 2019 - Jungfrun i Italien och LIGO i USA - byggs KAGRA under jord. Således påverkas mätningarna mindre av omgivningsljud som genereras av mänskliga aktiviteter och naturfenomen. Den andra utmärkande egenskapen hos KAGRA är användningen av kryogena speglar kylda till en temperatur på -253,15 °C (20 K) för att reducera termiskt brus, samt interferometrar med upphängningspunkt (för att aktivt dämpa bakgrundsvibrationer). [2] Kostnaden för projektet i början av 2019 var 16,4 miljarder yen (134,4 miljoner euro). [5]
Bygget av KAGRA var föremål för många förseningar. Ursprungligen var det tänkt att byggandet av KAGRA skulle starta 2005, och lanseringen var planerad till 2009 [7] , men ytterligare driftsättning sköts upp till 2018 [8] . Bygget påbörjades 2010 och slutfördes den 4 oktober 2019, vilket tog nio år att färdigställa. Tunnelfasen började i maj 2012 och avslutades den 31 mars 2014. [9] De första testerna av interferometern (iKAGRA) började i mars 2016. Under 2018 började enheten att fungera med en del av sitt kryogena system (bKAGRA fas 1). [10] Ytterligare tekniska justeringar krävdes dock innan observationerna inleddes. [11] Detektorn började sitt arbete den 20 februari 2020 [12] .
| Gravitationsvågastronomi : detektorer och teleskop | ||
|---|---|---|
| Underjordisk interferometrisk (fungerande) |
| |
| Markinterferometrisk (fungerande) | ||
| Jorda andra (fungerande) | ||
| Mark (planerad) | ||
| Utrymme (planerat) | LISA | |
| historisk |
| |
| Dataanalys | einstein@home | |
| Signaler ( lista ) | ||