Японський детектор готовий приступати до пошуку гравітаційних хвиль

У пошуках кращих детекторів гравітаційних хвиль,вчені шукають холод. Грядущий детектор KAGRA буде шукати брижі простору-часу, задіюючи хитромудрі технологічні трюки: ключові компоненти будуть охолоджуватися до температур, які трохи вище абсолютного нуля, і вся надчутлива установка буде розміщена в гігантській підземній печері. Вчені проекту KAGRA, розташованого в Каміока, Японія, недавно отримали результати перших ультрахолодних випробувань. За їх словами, детектор буде готовий до початку пошуків гравітаційних хвиль в кінці 2019 року.

KAGRA: японський детектор гравітаційних хвиль

Новий детектор приєднається до подібнихобсерваторіям в пошуку ледь помітних космічних хвилювань, викликаних бурхливими подіями - наприклад, зіткненнями чорних дір. Лазерна інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія LIGO підтримує роботу двох детекторів, розташованих в Ханфорді, штат Вашингтон, і Лівінгстоні, штат Лос-Анджелес. Інша обсерваторія - Virgo - розташована поруч з італійської Пизой. Ці детектори знаходяться над землею і не використовують методи охолодження.

Виходить, KAGRA буде першим у своєму роді.

KAGRA складений з двох 3-кілометрових рукавів,збудованих у формі букви Г. Усередині кожного рукава лазерний промінь відбивається між двома дзеркалами, розташованими на обох кінцях. Світло діє в ролі гігантської лінійки, фіксуючи крихітні зміни довжини кожного плеча, які можуть бути викликані проходить гравітаційної хвилею, що розтягує і стискає простір час.

Оскільки детектори гравітаційних хвиль вимірюютьзміни довжин менше, ніж в діаметр протона, незначні ефекти на зразок руху молекул на поверхнях дзеркал можуть заважати вимірам. Дзеркала охолоджуються приблизно до 20 кельвінів (-253 за Цельсієм), тим самим обмежуючи коливання молекул.

У нових випробуваннях, проведених навесні 2018 року,вчені охолодили тільки одне з чотирьох дзеркал KAGRA, каже керівник проекту Такаакі Кадзіта з Токійського університету. Коли детектор запуститься по-справжньому, інші теж будуть охолоджені.

Наявність детектора під землею також допомагаєзапобігти вібрацію дзеркал через активність на поверхні Землі. LIGO настільки чутлива, що на неї можуть впливати гуркотливі вантажівки, сильний вітер або навіть дика природа. Підземне лігво KAGRA має бути значно тихіше.

Будівництво під землею і охолодження зажадалироки зусиль. Вчені KAGRA взяли на себе ці дві найскладніших завдання, які важливі для довгострокового майбутнього галузі, каже Девід Шумейкер, представник LIGO. У майбутньому, навіть більш просунуті детектори гравітаційних хвиль можуть грунтуватися на методах KAGRA.

В даний час додавання KAGRA в списокіснуючих обсерваторій має допомогти вченим поліпшити свої дослідження джерел гравітаційних коливань. Як тільки вчені виявляють сигнал гравітаційної хвилі, вони попереджають астрономів, які шукають світло від катаклізму, який породив ці хвилі, в надії краще зрозуміти подія. Наявність додаткового детектора гравітаційних хвиль в іншій частині світу допоможе краще тріангуліровать джерела хвиль. Як ви знаєте, телескопи можуть спостерігати лише певні клаптики неба.

Епоха гравітаційно-хвильової астрономії почалася. Пропонуємо обговорити її в нашому чаті в Телеграма.