МиниГрааль
| Местоположение(а) | Нидерланды |
|---|---|
| Организация | Лейденский университет  |
| Стиль телескопа | гравитационно-волновая обсерватория |
| Веб-сайт | www |
MiniGRAIL представлял собой тип антенны с резонансной массой. [1] Это массивная сфера, используемая для обнаружения гравитационных волн . MiniGRAIL был первым детектором такого типа, в котором использовалась сферическая конструкция. Он расположен в Лейденском университете в Нидерландах . Проектом руководила лаборатория Камерлинг-Оннес . [2] Активное участие в проекте также приняла группа с кафедры теоретической физики Женевского университета ( ) Швейцария . Проект был прекращен в 2005 году.
Гравитационные волны — это тип излучения, испускаемого объектами, имеющими массу и испытывающими ускорение. Предполагается, что самыми сильными источниками гравитационных волн являются компактные объекты, такие как нейтронные звезды и черные дыры . Этот детектор может быть способен обнаруживать определенные типы нестабильностей во вращающихся одиночных и двойных нейтронных звездах, а также слияние небольших черных дыр или нейтронных звезд. [3]
Дизайн
[ редактировать ]Преимущество сферической конструкции заключается в том, что она способна обнаруживать гравитационные волны, приходящие с любого направления, и она чувствительна к поляризации. [4] Когда через шар MiniGRAIL проходят гравитационные волны с частотой около 3000 Гц, он будет вибрировать со смещениями порядка 10 −20 м. [5] Для сравнения, сечение отдельного протона (ядра атома ) водорода составляет 10 −15 м (1 фм). [6]
Для повышения чувствительности детектор предполагалось работать при температуре 20 мК. [2] Оригинальная антенна детектора MiniGRAIL представляла собой сферу диаметром 68 см, изготовленную из сплава меди с 6% алюминия. Эта сфера имела массу 1150 кг и резонировала на частоте 3250 Гц. Он был изолирован от вибрации семью массами по 140 кг. Ожидалось, что полоса пропускания детектора составит ±230 Гц. [3]
Во время отливки сферы появилась трещина, снизившая качество до неприемлемого уровня. Его заменил сфера диаметром 68 см и массой 1300 кг. Он был произведен компанией ItalBronze в Бразилии. Увеличение массы снизило резонансные частоты примерно на 200 Гц. [7] Сфера подвешена на тросах из нержавеющей стали, к которым прикреплены пружины и грузы для гашения вибраций. Охлаждение осуществляется с помощью холодильника для разбавления . [8]
Испытания при температуре 5 К показали, что пиковая деформационная чувствительность детектора составляет 1,5 × 10 −20 Гц − 1 ⁄ 2 на частоте 2942,9 Гц. В полосе пропускания 30 Гц тензочувствительность составила более 5 × 10 −20 Гц − 1 ⁄ 2 . Ожидается, что эта чувствительность улучшится на порядок, когда прибор будет работать при температуре 50 мК. [4]
Похожий детектор под названием « Марио Шенберг » находится в Сан-Паулу . Сотрудничество детекторов значительно увеличивает шансы обнаружения путем поиска совпадений. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Шютц, Бернард (14 мая 2009 г.). Первый курс общей теории относительности (2-е изд.). Кембридж. стр. 214–220 . ISBN 978-0521887052 .
- ^ Jump up to: а б де Ваард, А; и др. (2003). «MiniGRAIL, первый сферический детектор». Классическая и квантовая гравитация . 20 (10): С143–С151. Бибкод : 2003CQGra..20S.143D . дои : 10.1088/0264-9381/20/10/317 . S2CID 250902916 .
- ^ Jump up to: а б Ван Хаувелинген, Йерун (24 июня 2002 г.). «Разработка сверхпроводящей тонкопленочной Nb-катушки для использования в преобразователях MiniGRAIL» (PDF) . Лейденский университет . стр. 1–17 . Проверено 16 сентября 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Готтарди, Л.; Де Ваард, А.; Усенко О.; Фроссати, Г.; Подт, М.; Флокстра, Дж.; Бассан, М.; Фафоне, В.; и др. (ноябрь 2007 г.). «Чувствительность детектора сферических гравитационных волн MiniGRAIL, работающего при 5К». Физический обзор D . 76 (10): 102005.1–102005.10. arXiv : 0705.0122 . Бибкод : 2007PhRvD..76j2005G . doi : 10.1103/PhysRevD.76.102005 . S2CID 119261963 .
- ^ Брюинз, Эппо (26 ноября 2004 г.). «Слушайте, две черные дыры сталкиваются!» . инновации-отчет . Проверено 16 сентября 2009 г.
- ^ Форд, Кеннет Уильям (2005). Квантовый мир: квантовая физика для всех . Издательство Гарвардского университета . п. 11 . ISBN 0-674-01832-Х .
- ^ де Ваард, А.; и др. (2005). «Отчет о ходе работы MiniGRAIL за 2004 год» . Классическая и квантовая гравитация . 22 (10): С215–С219. Бибкод : 2005CQGra..22S.215D . дои : 10.1088/0264-9381/22/10/012 . S2CID 35852172 .
- ^ де Ваард, А.; и др. (март 2004 г.). «Охлаждение MiniGRAIL до температуры в милликельвинах» (PDF) . Классическая и квантовая гравитация . 21 (5): С465–С471. Бибкод : 2004CQGra..21S.465D . дои : 10.1088/0264-9381/21/5/012 . S2CID 250811527 .
- ^ Фражука, Карлос; и др. (декабрь 2005 г.). «Резонансные преобразователи для детекторов сферических гравитационных волн» (PDF) . Бразильский физический журнал . 35 (4б): 1201–1203. Бибкод : 2005BrJPh..35.1201F . дои : 10.1590/S0103-97332005000700050 .