Jungfrun (interferometer)

Jungfrun (ibland stiliserad som VIRGO ) är en fransk-italiensk gravitationsvågsdetektor belägen vid EGO (European Gravitational Observatory) ( Cascina -kommunen nära den italienska staden Pisa ), samt ett samarbete med samma namn som utvecklar och underhåller den. Under 2016 arbetade 338 anställda vid observatoriet [1] . Adress: European Gravitational Observatory, Via Edoardo Amaldi, Santo Stefano a Macerata, 56021 - Cascina (PI) - Italien.

Byggandet av Jungfrukomplexet slutfördes i juni 2003 till en kostnad av 72 miljoner euro, och de första vetenskapliga uppgifterna erhölls i maj 2007. Under 2012 utvecklades ett projekt för att uppgradera detektorn till Advanced Virgo. Lanseringen av den uppgraderade installationen skedde 2017 och känsligheten ökades med cirka 10 gånger.

Enhet

Huvuddelen av detektorn är en Michelson laserinterferometer , vars varje arm är 3 kilometer lång. Signalreflexer i ändarna av armarna ökar deras effektiva längd till 120 kilometer. Känslighetsintervallet för Jungfrun är från 10 till 6 000 Hertz , vid det optimala når mätnoggrannheten . Bredden på räckvidden, tillsammans med detektorns höga känslighet, gör det möjligt att förhoppningsvis med dess hjälp upptäcka gravitationsstrålning från supernovaexplosioner och sammanslagningar av binära system i vår galax och i många nära den, till exempel från hela Jungfrukluster .

För att uppnå den höga känsligheten som krävs har unika högeffekts ultrastabila lasrar , speglar med ultrahög reflektion , seismiska isolatorer och positions- och riktningskontroller utvecklats för Virgo.

Den optiska delen av Jungfrun använder en av de mest stabila lasrarna som någonsin byggts (2009). För tillverkning av speglar med en reflektans på över 99,999 % och nanometerformnoggrannhet byggdes en speciell optisk beläggningsfabrik. Isoleringen av de optiska delarna av interferometern från seismiskt brus tillhandahålls av tio meter höga flerstegs pendelsystem. Interferometerns inre evakueras till ett millibartryck för att eliminera luftburet buller. Denna del inkluderar två rör 3 kilometer långa och 1,2 meter i diameter, och är därmed den största vakuuminstallationen i Europa (6800 m³) och den tredje största i världen (efter LIGO -interferometrar ). Rören vilar på 20 meter långa betongelement, som bärs upp av cirka tusen betongpålar, fördjupade med 20-50 meter för att nå lager som inte utsätts för ytvibrationer. För att uppnå ett så lågt tryck tillverkades rören med en speciell teknik, inklusive desorption av väte från metallen i rören; dessutom, före varje cykel av interferometerdrift, värms rören till 150 °C i flera dagar för att avlägsna vattenånga.

Vetenskapliga resultat

Samarbetena mellan LIGO och Jungfrun har kommit överens om att gemensamt bearbeta data från detektorerna. Den 11 februari 2016 tillkännagav de den första direkta observationen av gravitationsvågor [2] . Även om Jungfrusamarbetet deltog i denna upptäckt, registrerades själva signalen endast på känsligare LIGO-installationer (i september 2015).

Den första gravitationssignalen som detekterades av alla tre detektorerna (Jungfrun och två LIGO) upptäcktes i augusti 2017. Den vittnade om sammanslagning av två svarta hål med massor av cirka 31 och 25 solmassor 1,8 miljarder ljusår från jorden [3] .

Galleri

• Allmän form

• En av Jungfruns centralstationsbyggnader

• Flygfoto över komplexet

• Vy över ett av Jungfrurören från bron ovanför den

• Vy över de två Jungfrurören från samma bro i motsatt riktning

• Flygfoto över komplexet

• Schematiskt diagram av enheten

• Optisk layout av interferometern

• Schema med spegelupphängningar av den nya Advanced Virgo-interferometern

• Kurva för den maximalt uppnådda känsligheten för den ursprungliga versionen av interferometern, 2011

• Designa och uppnå känslighet för olika sätt att detektera gravitationsvågor

Anteckningar

1. ↑ Databas för Jungfrusamarbete  . Jungfrun. Hämtad 29 februari 2016. Arkiverad från originalet 29 februari 2016.
2. ↑ Igor Ivanov. Gravitationsvågor är öppna! . Elements of Big Science (11 februari 2016). Datum för åtkomst: 14 februari 2016. Arkiverad från originalet 14 februari 2016. (ryska)
3. ↑ Gravitationsvågor från en binär sammanslagning av svarta hål observerade av LIGO och Jungfrun

Länkar

• Officiell webbplats  (italienska)
• Beskrivning av Jungfrun på EGO-webbplatsen  Arkiverad 13 juli 2006 på Wayback Machine