Эйнштейн Телескоп
| Названный в честь | Альберт Эйнштейн  |
|---|---|
| Стиль телескопа | гравитационно-волновая обсерватория |
| Веб-сайт | www |
Телескоп Эйнштейна (ET) или Обсерватория Эйнштейна — предлагаемый наземный детектор гравитационных волн третьего поколения , который в настоящее время изучается некоторыми учреждениями Европейского Союза . Он сможет проверить Эйнштейна общую теорию относительности в условиях сильного поля и реализовать точную гравитационно-волновую астрономию.
ET — это проект исследования дизайна, поддерживаемый Европейской комиссией в рамках Рамочной программы 7 (FP7) . Речь идет об исследовании и концептуальном проектировании новой исследовательской инфраструктуры в развивающейся области гравитационно-волновой астрономии .
Мотивация [ править ]
Эволюция нынешних детекторов гравитационных волн Advanced Virgo и Advanced LIGO , как детекторов второго поколения , четко определена. В настоящее время они повышены до так называемого расширенного уровня, и ожидается, что в ближайшие несколько лет они достигнут проектной чувствительности. LIGO обнаружила гравитационные волны в 2015 году, и Virgo присоединилась к этому экспериментальному успеху с первой гравитационной волной, наблюдаемой тремя детекторами GW170814 , а вскоре после этого и с первым обнаружением слияния двойной нейтронной звезды GW170817 . Тем не менее, чувствительность, необходимая для проверки теории гравитации Эйнштейна в условиях сильного поля или для реализации точной гравитационно-волновой астрономии, в основном массивных звездных тел или сильно асимметричных (по массе) двойных звездных систем, выходит за рамки ожидаемых характеристик современных детекторов. и их последующих модернизаций. Например, принципиальные ограничения на низких частотах чувствительности детекторов второго поколения определяются соотношением сейсмический шум , связанный с ним гравитационный градиентный шум (так называемый ньютоновский шум) и тепловой шум последней ступени подвески и испытательных масс.
Чтобы обойти эти ограничения, необходима новая инфраструктура: подземная площадка для детектора, чтобы ограничить влияние сейсмического шума, и криогенные установки для охлаждения зеркал, чтобы напрямую уменьшить тепловую вибрацию тестовых масс. [1]
Технические группы [ править ]
Через свои четыре технические рабочие группы проект ET-FP7 решает основные вопросы реализации предлагаемой обсерватории: расположение и характеристики площадки (WP1), конструкция и технологии подвески (WP2), топология и геометрия детектора (WP3), обнаружение требования к возможностям и потенциал астрофизики (WP4).
Участники [ править ]
ET — это проект исследования дизайна в рамках Европейской рамочной программы (FP7). Он был предложен 8 ведущими европейскими институтами экспериментальных исследований гравитационных волн при координации Европейской гравитационной обсерватории : [2]
Европейская гравитационная обсерватория 
Национальный институт ядерной физики 
Общество Макса Планка по развитию науки e. В. , действуя через Институт гравитационной физики Макса Планка. 
Научно-исследовательский национальный центр 
Университет Бирмингема 
Университет Глазго 
Нихеф 
Кардиффский университет
Текущий дизайн [ править ]
Хотя основные параметры еще находятся на ранней стадии проектирования, уже установлены. [3]
Как и KAGRA , он будет расположен под землей, чтобы уменьшить сейсмический шум и «гравитационный шум», вызываемый близлежащими движущимися объектами.
Длина рукавов составит 10 км (по сравнению с 4 км у LIGO и 3 км у Virgo и KAGRA), и, как и у LISA , будет три рукава в равностороннем треугольнике с двумя детекторами в каждом углу.
Чтобы измерить поляризацию приходящих гравитационных волн и избежать ориентации, к которой телескоп нечувствителен, требуется как минимум два детектора. Хотя это можно сделать с помощью двух 90-градусных интерферометров, расположенных под углом 45° друг к другу, треугольная форма позволяет использовать совместное плечо. Угол плеча 60° снижает чувствительность каждого интерферометра, но это компенсируется третьим детектором, а дополнительная избыточность обеспечивает полезную перекрестную проверку.
Каждый из трех детекторов будет состоять из двух интерферометров: один оптимизирован для работы на частотах ниже 30 Гц, а другой — на более высоких частотах .
В низкочастотных интерферометрах (от 1 до 250 Гц) будет использоваться оптика, охлаждаемая до 10 К (-441,7 ° F; -263,1 ° C), с мощностью луча около 18 кВт в каждой полости плеча. [3] : 15–16 В высокочастотных (от 10 Гц до 10 кГц) будет использоваться оптика комнатной температуры и гораздо более высокая мощность рециркуляционного луча — 3 МВт. [3] : 15
ETpathfinder [ править ]
Прототип или испытательный стенд под названием ETpathfinder был построен в кампусе Рандвик Маастрихтского университета в Нидерландах. [4] Объект был открыт в ноябре 2021 года министром образования, культуры и науки . Энгельсховен Нидерландов Ингрид ван Руководитель проекта – профессор Штефан Хильд . ETpathfinder станет самостоятельным полезным исследовательским центром сразу после того, как инопланетянин будет построен. Местами-кандидатами для создания ET являются еврорегион Маас-Рейн, Сардиния и Саксония. [5] [6] [7]
еврорегиона Маас Рейн - Предложение
В 2015 году еврорегион Маас-Рейн, а именно сельская местность между Маастрихтом, Льежем и Аахеном, был упомянут как одно из возможных мест размещения ET. Еврорегион Маас-Рейн имеет стабильную территорию с небольшим воздействием на окружающую среду. Но у него также есть сеть партнеров по знаниям, с которыми можно сотрудничать, компаний, которые могут предоставить высокотехнологичные и приятные, доступные условия для жизни и работы.
Телескоп Эйнштейна в еврорегионе Маас-Рейн представляет собой туннель треугольной формы с рукавами длиной 10 километров. Телескоп будет расположен на глубине 250–300 метров под землей. В трёх вершинах будут большие подземные камеры. Лазерные лучи проходят через 10-километровые рукава, туннельные трубы. Лазерный луч разделяется на два луча, которые отражаются зеркалами на концах рукавов в подземных камерах. Из трех вершин лифт достигнет уровня земли. Техническое обслуживание будет осуществляться внутри туннеля через эти шахты.
С 2021 года Nikhef проведет разведочное бурение в Терзиете, Банхольте , Коттессене и различных местах на немецко-бельгийской границе. В апреле 2022 года правительство Нидерландов выделило 42 миллиона евро из Национального фонда роста на подготовительные работы к ET, а также зарезервировало 870 миллионов евро на строительство. Поскольку телескоп Эйнштейна является международным проектом, Нидерланды, Бельгия и Германия сотрудничают в технико-экономическом обосновании строительства телескопа в еврорегионе Маас-Рейн. Например, проводятся исследования различий в законах и правилах планирования и их значения для проекта. В конечном итоге эти технико-экономические обоснования должны привести к составлению тендерной книги, которая будет готова не раньше 2025 года.
Итальянское предложение [ править ]
Правительство Италии готово поддержать кандидатуру Сос Энаттос ( Сардиния ) как места для строительства телескопа совместно с лауреатом Нобелевской премии Джорджио Паризи . [8] [9] [10]
Sos Enattos был выбран из-за функциональных характеристик проекта. [11] участка на острове:
- Его классифицируют как одно из самых тихих мест на земле: [12] сейсмическая активность, мешающая обнаружению гравитационных волн, практически равна нулю. [13]
- Наличие подземной шахты, которая будет использоваться для размещения телескопа: прочность и устойчивость породы позволяют с уверенностью строить большие подземные карьеры. [14]
- Наличие грунтовых вод в этом районе снижает вероятность возникновения проблем с инфильтрацией, сейсмическими и ньютоновскими шумами. [14]
- Влияние на занятость будет впечатляющим: за 9 лет строительства, учитывая прямые и косвенные эффекты, занятость оценивается в 36 000 единиц, [15] с местным наведенным (65-75% от общей суммы) оборотом в 4,329 млрд евро. [11]
В январе 2021 года были проведены сейсмологические исследования для проверки площадки с установкой 15 сейсмометрических станций вблизи рудника Сос Энаттос. [16]
В сентябре 2022 года правительство Драги поручило президенту INFN Антонио Зокколи приступить к созданию досье кандидата Италии. [17] [18] подтверждая экономические обязательства в размере 350 миллионов евро, уже выделенные регионом Сардиния. [19]
См. также [ править ]
- Тесты общей теории относительности
- EGO , Европейская гравитационная обсерватория
- LIGO , два детектора гравитационных волн, расположенные в США.
- Virgo , детектор гравитационных волн, расположенный в Италии.
- GEO 600 , детектор гравитационных волн, расположенный в Ганновере , Германия.
- Cosmic Explorer , предлагаемая наземная обсерватория гравитационных волн третьего поколения.
- Einstein@Home , добровольная программа распределенных вычислений, помогающая командам LIGO/GEO анализировать свои данные.
- Программа Тайцзи в космосе , китайский космический детектор гравитационных волн.
Ссылки [ править ]
- ^ Стефан Хильд; Саймон Челковски; Андреас Фрайзе (24 ноября 2008 г.), На пути к чувствительности инопланетян с использованием «традиционной» технологии , arXiv : 0810.0604 , Bibcode : 2008arXiv0810.0604H
- ↑ Участники исследования ET Design. Архивировано 15 августа 2016 г. в Wayback Machine 10 октября 2008 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Научная группа инопланетян (28 июня 2011 г.). Концептуальный проект гравитационно-волнового телескопа Эйнштейна (Отчет). ET-0106C-10. Архивировано из оригинала 4 октября 2017 года . Проверено 4 октября 2017 г.
- ^ Прототип телескопа Эйнштейна входит в здание «черного ящика» в Маастрихте , 6 августа 2019 г.
- ^ «Оглядываясь назад на открытие ETpathfinder» , maastrichtuniversity.nl , 9 ноября 2021 г.
- ^ «ET - Исследования и характеристики мест» , повестка дня.infn.it , 20 августа 2022 г.
- ^ «ET SPB и WP4 ET-PP» , «indico.ego-gw.it», 20 августа 2022 г.
- ^ «Телескоп Эйнштейна, скоро объявят итальянскую кандидатуру — Scienza & Tecnica» . ANSA.it (на итальянском языке). 07.03.2023 . Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ «Это официально! Италия в гонке за телескопом Эйнштейна | GARR» . www.garr.it. Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ "Дом" . ET (на итальянском языке) . Проверено 12 мая 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Телескоп Эйнштейна: сардинский вызов будущему» . L'Unione Sarda.it (на итальянском языке). 2020-11-25 . Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ Ди Джованни, Маттео; Джунчи, Карло; Саккоротти, Жилберто; Бербеллини, Андреа; Боски, Лапо; Оливьери, Марко; Де Роза, Росарио; Натиккьони, Лука; Оджано, Джакомо; Карпинелли, Массимо; д'Урсо, Доменико; Куккуру, Стефано; Сипала, Валерия; Каллони, Энрико; Ди Фьоре, Лучано; Градо, Аньелло; Мигони, Карло; Кардини, Алессандро; Паолетти, Федерико; Цветы, Ирен; Хармс, Ян; Майорана, Этторе; Рапаньяни, Пьеро; Риччи, Фульвио; Пунтуро, Микеле; и другие. (Маттео Ди Джованни, Карло Джунчи, Жилберто Саккоротти, Андреа Бербеллини, Лапо Боски, Марко Оливьери, Розарио Де Роза, Лука Натиккьони, Джакомо Оджано, Массимо Карпинелли, Доменико Д'Урсо, Стефано Куккуру, Валерия Сипала, Энрико Каллони, Лучано Ди Фиоре , Аниелло Градо, Карло Мигони, Алессандро Кардини, Федерико Паолетти, Ирен Фиори, Ян Хармс, Этторе Майорана, Пьеро Рапаньяни, Фульвио Риччи, Микеле Пунтуро) (2020). «Сейсмологическое исследование района Сос-Энаттос — места-кандидата на Сардинии для установки телескопа Эйнштейна» . Письма о сейсмологических исследованиях . 92 : 352–364. дои : 10.1785/0220200186 . S2CID 228918534 .
- ^ «Бывшая шахта на Сардинии входит в число самых «тихих» мест в мире» . Аги (на итальянском языке) . Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Телескоп Эйнштейна – INFN – Секция Кальяри» (на итальянском языке) . Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ «Телескоп Эйнштейна, проект 4,5 миллиарда и 36 тысяч сотрудников — Сардиния» . Агентство ANSA (на итальянском языке). 16 марта 2022 г. Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ Инаф, Редакция СМИ (20 января 2021 г.). «Телескоп Эйнштейна, начало геофизических измерений» . ИНАФ МЕДИА (на итальянском языке) . Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ «Правительство поддерживает предложение разместить телескоп Эйнштейна в Италии | www.governo.it» . 27 сентября 2022 г. Архивировано из оригинала 27 сентября 2022 г. Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ «Драги поддерживает размещение телескопа Эйнштейна на Сардинии – английский» . ANSA.it. 27 сентября 2022 г. Проверено 18 марта 2023 г.
- ^ Пресса, Офис (16 марта 2022 г.). «Проект телескопа Эйнштейна в IV комиссии. «Уникальная возможность для Сардинии». Регион готов инвестировать 350 миллионов евро» . Региональный совет Сардинии (на итальянском языке) . Проверено 18 марта 2023 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Основы интерферометрических детекторов гравитационных волн Питера Р. Солсона , ISBN 981-02-1820-6 .
- «Неоконченная симфония Эйнштейна» Марсии Бартусяк. ISBN 0-425-18620-2 .
- Тень гравитации: В поисках гравитационных волн Гарри Коллинз, ISBN 0-226-11378-7 .
- Путешествие со скоростью мысли» . Дэниел Кеннефик « ISBN 978-0-691-11727-0 .
- Эскиз концептуального проекта телескопа гравитационных волн Эйнштейна ET-0106C-10 .
- Сайт телескопа Эйнштейна ЭМИ .