О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
Доступное в России зеркало Граней: https://grani-ru-org.appspot.com/Society/Science/m.66866.html

статья Датчик гравитационных волн уходит под землю

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 12.04.2004
Регистрация гравитационных волн. Изображение с сайта www.srl.caltech.edu/lisa/graphics/master.html
Регистрация гравитационных волн. Изображение с сайта www.srl.caltech.edu/lisa/graphics/master.html
Реклама

Японские физики построят первый в мире подземный датчик гравитационных волн под названием LCGT (Large-scale cryogenic gravitational wave telescope - Крупномасштабный криогенный телескоп гравитационных волн). Новый датчик будет построен в 1000 метрах под землей в том же самом месте, что и знаменитый детектор нейтрино SuperKamiokande - в туннеле выработанной шахты Камиока. Предварительные испытания, проведенные с помощью LISM (Laser Interferometer gravitational-wave Small observatory in a Mine - Лазерный интерферометр гравитационных волн маленькой обсерватории в шахте) показали, что в этом месте под землей внешние помехи не оказывают серьезного воздействия на существующие приборы.

Гравитационные волны - это своего рода "рябь" в пространственно-временном континууме (изменения гравитационного поля), которая возникает тогда, когда массивные космические тела испытывают ускорение (точнее говоря, гравитационные волны излучаются массами, движущимися с переменным ускорением). Альберт Эйнштейн предположил их существование в рамках своей Общей теории относительности еще в 1915 году. Двигаться гравитационные волны должны были со скоростью света. Однако эти волны очень слабы и их регистрация до сих пор находится на грани технических возможностей. Даже столь экстремальные события как взрывы сверхновых звезд или слияния нейтронных звезд и черных дыр не поддаются обнаружению с помощью существующих датчиков гравитационных волн.

Наиболее перспективными считаются два типа наземных гравитационных антенн. В первом случае регистрируют низкочастотные механические колебания массивного цилиндра длиной свыше метра. Во втором случае - в интерферометрах гравитационных волн - используют лазеры для того, чтобы отслеживать мельчайшие взаимные движения пробных масс, помещенных на концах длинных рычагов. Установкой именно такого типа будет и LCGT. Подобные рычаги в LISM имеют длину всего лишь 20 метров, это очень немного по сравнению с 3-километровыми конструкциями датчика VIRGO в Италии и 4-километровой парой детекторов LIGO в США.

Когда гравитационная волна проходит через датчик, расстояние между контрольными массами увеличивается в одном направлении и уменьшается в другом. Однако искривления, вызванные любой гравитационной волной, получаются совсем крошечными - около 10-21 м, - так что датчик должен быть очень чувствительным. "Требуется обнаружить сдвиг порядка тысячной части ширины протона, - объясняет Дэвид Рейтз (David Reitze) из Флоридского университета. - Это настоящий вызов современным технологиям".

Работа чрезвычайно чувствительных датчиков легко нарушается "шумом", то и дело возникающим в окружающей среде - вроде сейсмических процессов и температурных вариаций. Суичи Сато (Shuichi Sato) и его коллеги по коллаборации LISM попробовали решить эту проблему, уйдя под землю. Предварительные испытания показывают, что, несмотря на свои "короткие руки", LISM имеет чувствительность смещения, сопоставимую с датчиком TAMA в Японии и детектором, задействованном в эксперименте GEO600 в Германии. Кроме того, его чувствительность к смещениям оказалась на два порядка выше, чем у всемирно известного, но устаревшего LIGO.

Японцы теперь планируют построить в облюбованном месте 3-километровый датчик, который будет содержать криогенную аппаратуру, чтобы справиться с эффектами, вызванными тепловыми шумами. Эта новая установка будет достаточно чувствительна для того, чтобы конкурировать с LIGO-II - модернизированной версией американского детектора. "Если этот проект будет одобрен японским правительством, то установка станет частью международной сети датчиков гравитационных волн, которые откроют нам глаза на новую вселенную", - говорит Сато. Ожидаемое число обнаружимых событий за год - 2 или 3. Начало реализации проекта - 2005 год, а наблюдения начнутся в 2009 году.

Надо, впрочем, отметить, что помимо гипотетичности самих гравитационных волн, целый ряд физиков считает, что никакая "рябь" не может быть отслежена современной техникой просто потому, что само пространство вместе с любыми детекторами "сминается" в том же самом ритме. Так что возможно все эти деньги, потраченные на целую цепь подобных установок, окажутся просто выброшенными на ветер.

Источники:
Gravitational-wave detector goes underground - PhysicsWeb
Ultra-stable performance of an underground-based laser interferometer observatory for gravitational waves - arXiv
Scientists make waves in study of universe - Palm Beach news

<a href=mailto:borisov@grani.ru class=anons12>Максим Борисов</a>, 12.04.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама



Выбор читателей