stringtranslate.com

ЛИГО

Лазерно -интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория ( LIGO ) — крупномасштабный физический эксперимент и обсерватория, предназначенная для обнаружения космических гравитационных волн и разработки наблюдений гравитационных волн в качестве астрономического инструмента. [1] В Соединенных Штатах были построены две большие обсерватории с целью обнаружения гравитационных волн с помощью лазерной интерферометрии . Эти обсерватории используют зеркала, расположенные на расстоянии четырех километров друг от друга, для измерения изменений длины — на эффективном расстоянии 1120 км — менее одной десятитысячной диаметра заряда протона . [2]

Первые обсерватории LIGO финансировались Национальным научным фондом США (NSF) и были задуманы, построены и эксплуатируются Калифорнийским технологическим институтом и Массачусетским технологическим институтом . [3] [4] Они собирали данные с 2002 по 2010 год, но никаких гравитационных волн обнаружено не было.

Проект Advanced LIGO по усовершенствованию оригинальных детекторов LIGO начался в 2008 году и продолжает поддерживаться NSF при существенном вкладе Совета по научным и технологическим учреждениям Соединенного Королевства , Общества Макса Планка Германии и Австралийского исследовательского совета . [5] [6] Улучшенные детекторы начали работу в 2015 году. Об обнаружении гравитационных волн сообщили в 2016 году Научное сотрудничество LIGO (LSC) и Сотрудничество Virgo с международным участием ученых из нескольких университетов и исследовательских институтов. Ученые, участвующие в проекте, и анализ данных для гравитационно-волновой астрономии организованы LSC, в который входят более 1000 ученых по всему миру, [7] [8] [9], а также 440 000 активных пользователей Einstein@Home по состоянию на декабрь 2016 года . [10]

LIGO — крупнейший и самый амбициозный проект, когда-либо финансируемый Национальным научным фондом. [11] [12] В 2017 году Нобелевская премия по физике была присуждена Райнеру Вайссу , Кипу Торну и Барри К. Баришу «за решающий вклад в детектор LIGO и наблюдение гравитационных волн». [13]

Наблюдения проводятся в «запусках». По состоянию на январь 2022 года LIGO провел три запуска (один из запусков был разделен на два «подзапуска») и сделал 90 обнаружений гравитационных волн. [14] [15] Техническое обслуживание и модернизация детекторов проводятся между запусками. Первый запуск, O1, который проводился с 12 сентября 2015 года по 19 января 2016 года, сделал первые три обнаружения, все слияния черных дыр. Второй запуск, O2, который проводился с 30 ноября 2016 года по 25 августа 2017 года, сделал восемь обнаружений: семь слияний черных дыр и первое слияние нейтронных звезд . [16] Третий запуск, O3, начался 1 апреля 2019 года; он был разделен на O3a, с 1 апреля по 30 сентября 2019 года, и O3b, с 1 ноября 2019 года [17] до его приостановки 27 марта 2020 года из-за COVID-19 . [18] Запуск O3 включал первое обнаружение слияния нейтронной звезды с черной дырой. [15]

Гравитационно-волновые обсерватории LIGO, Virgo в Италии и KAGRA в Японии координируют свои действия для продолжения наблюдений после остановки, вызванной COVID, а цикл наблюдений O4 LIGO начался 24 мая 2023 года. [19] [20] LIGO прогнозирует целевую чувствительность 160–190 Мпк для слияний двойных нейтронных звезд (чувствительность: Virgo 80–115 Мпк, KAGRA более 1 Мпк). [21]

История

Фон

Обсерватория LIGO в Ханфорде
Обсерватория Ливингстона LIGO

Концепция LIGO была основана на ранних работах многих ученых по проверке компонента общей теории относительности Альберта Эйнштейна , существования гравитационных волн. Начиная с 1960-х годов американские ученые, включая Джозефа Вебера , а также советские ученые Михаил Герценштейн и Владислав Пустовойт, задумали основные идеи и прототипы лазерной интерферометрии , [22] [23] а в 1967 году Райнер Вайс из Массачусетского технологического института опубликовал анализ использования интерферометра и инициировал создание прототипа с военным финансированием, но он был прекращен до того, как он смог начать работать. [24] Начиная с 1968 года, Кип Торн инициировал теоретические усилия по гравитационным волнам и их источникам в Калтехе и был убежден, что обнаружение гравитационных волн в конечном итоге увенчается успехом. [22]

Прототипы интерферометрических детекторов гравитационных волн (интерферометров) были построены в конце 1960-х годов Робертом Л. Форвардом и его коллегами в исследовательских лабораториях Хьюза (с зеркалами, установленными на виброизолированной пластине, а не свободно качающимися), а в 1970-х годах (со свободно качающимися зеркалами, между которыми свет отражался много раз) Вайсом в Массачусетском технологическом институте, а затем Хайнцем Биллингом и его коллегами в Гархинге , Германия, а затем Рональдом Древером , Джеймсом Хафом и его коллегами в Глазго, Шотландия. [25]

В 1980 году NSF финансировал исследование большого интерферометра под руководством MIT (Пол Линсей, Питер Солсон , Райнер Вайс), а в следующем году Caltech построил 40-метровый прототип (Рональд Древер и Стэн Уиткомб). Исследование MIT установило осуществимость интерферометров в масштабе 1 км с адекватной чувствительностью. [22] [26]

Под давлением NSF MIT и Caltech было предложено объединить усилия для руководства проектом LIGO, основанным на исследовании MIT и экспериментальной работе в Caltech, MIT, Глазго и Гархинге . Древер, Торн и Вайс сформировали руководящий комитет LIGO, хотя им было отказано в финансировании в 1984 и 1985 годах. К 1986 году их попросили распустить руководящий комитет, и был назначен единственный директор, Рохус Э. Фогт (Caltech). В 1988 году предложение по исследованиям и разработкам получило финансирование. [22] [26] [27] [28] [29] [30]

С 1989 по 1994 год LIGO не смог продвинуться в техническом и организационном плане. Только политические усилия продолжали привлекать финансирование. [22] [31] Постоянное финансирование регулярно отклонялось до 1991 года, когда Конгресс США согласился профинансировать LIGO на первый год в размере 23 миллионов долларов. Однако требования для получения финансирования не были выполнены или одобрены, и NSF поставил под сомнение технологическую и организационную основу проекта. [27] [28] К 1992 году LIGO был реструктурирован, и Древер больше не был прямым участником. [22] [31] [ 32] [33] Текущие проблемы управления проектом и технические проблемы были выявлены в обзорах NSF проекта, что привело к удержанию средств до тех пор, пока они официально не заморозили расходы в 1993 году. [22] [31] [34] [35]

В 1994 году после консультаций между соответствующими сотрудниками NSF, научными руководителями LIGO и президентами MIT и Caltech, Фогт ушел в отставку, а Барри Бариш (Caltech) был назначен директором лаборатории, [22] [32] [36] и NSF ясно дал понять, что у LIGO остался последний шанс на поддержку. [31] Команда Бариша создала новое исследование, бюджет и план проекта с бюджетом, превышающим предыдущие предложения на 40%. Бариш предложил NSF и Национальному научному совету построить LIGO как эволюционный детектор, где обнаружение гравитационных волн с помощью первоначального LIGO было бы возможным, а с помощью усовершенствованного LIGO — вероятным. [37] Это новое предложение получило финансирование NSF, Бариш был назначен главным исследователем , и увеличение было одобрено. В 1994 году с бюджетом в 395 миллионов долларов США LIGO стал крупнейшим в истории проектом NSF с общим финансированием. Проект стартовал в Ханфорде, штат Вашингтон, в конце 1994 года и в Ливингстоне, штат Луизиана, в 1995 году. Когда строительство близилось к завершению в 1997 году, под руководством Бариша были сформированы два организационных учреждения: лаборатория LIGO и научное сотрудничество LIGO (LSC). Лаборатория LIGO состоит из объектов, поддерживаемых NSF в рамках LIGO Operation и Advanced R&D; это включает в себя администрирование детектора LIGO и испытательных установок. Научное сотрудничество LIGO является форумом для организации технических и научных исследований в LIGO. Это отдельная от лаборатории LIGO организация со своим собственным надзором. Бариш назначил Вайса первым представителем этого научного сотрудничества. [22] [27]

Наблюдения начинаются

Первоначальные операции LIGO между 2002 и 2010 годами не обнаружили никаких гравитационных волн. В 2004 году под руководством Бариша были заложены финансирование и фундамент для следующего этапа разработки LIGO (называемого «Enhanced LIGO»). За этим последовало многолетнее закрытие, в то время как детекторы были заменены значительно улучшенными версиями «Advanced LIGO». [38] [39] Большая часть научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ для машин LIGO/aLIGO основывалась на новаторской работе для детектора GEO600 в Ганновере, Германия. [40] [41] К февралю 2015 года детекторы были переведены в инженерный режим в обоих местах. [42]

В середине сентября 2015 года «крупнейший в мире гравитационно-волновой объект» завершил пятилетнюю реконструкцию стоимостью 200 миллионов долларов США, в результате чего общая стоимость достигла 620 миллионов долларов США. [9] [43] 18 сентября 2015 года Advanced LIGO начал свои первые официальные научные наблюдения с чувствительностью, примерно в четыре раза превышающей чувствительность первоначальных интерферометров LIGO. [44] Его чувствительность должна была быть дополнительно повышена, пока он не достигнет проектной чувствительности примерно к 2021 году. [45]

Обнаружения

11 февраля 2016 года научное сотрудничество LIGO и сотрудничество Virgo опубликовали статью об обнаружении гравитационных волн на основе сигнала, полученного в 09.51 UTC 14 сентября 2015 года от двух черных дыр массой около 30 солнечных, сливающихся на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от Земли. [46] [47]

Действующий исполнительный директор Дэвид Рейтце объявил о результатах на пресс-конференции в Вашингтоне, округ Колумбия, в то время как почетный исполнительный директор Барри Бариш представил первую научную статью о результатах ЦЕРНа сообществу физиков. [48]

2 мая 2016 года членам Научного сотрудничества LIGO и другим участникам была присуждена Специальная премия за прорыв в фундаментальной физике за вклад в прямое обнаружение гравитационных волн. [49]

16 июня 2016 года LIGO объявила, что был обнаружен второй сигнал от слияния двух черных дыр с массой в 14,2 и 7,5 масс Солнца. Сигнал был получен 26 декабря 2015 года в 3:38 UTC. [50]

Обнаружение третьего слияния черных дыр между объектами массой 31,2 и 19,4 солнечных произошло 4 января 2017 года и было объявлено 1 июня 2017 года. [51] [52] Лаура Кадонати была назначена первым заместителем пресс-секретаря. [53]

Четвертое обнаружение слияния черных дыр между объектами массой 30,5 и 25,3 солнечных масс было зафиксировано 14 августа 2017 года и объявлено 27 сентября 2017 года. [54]

В 2017 году Вайс, Бариш и Торн получили Нобелевскую премию по физике «за решающий вклад в детектор LIGO и наблюдение гравитационных волн». Вайс получил половину от общей суммы премии, а Бариш и Торн получили по одной четвертой премии. [55] [56] [57]

После остановки на усовершенствования LIGO возобновил работу 26 марта 2019 года, а Virgo присоединился к сети детекторов гравитационных волн 1 апреля 2019 года . [58] Оба работали до 27 марта 2020 года, когда пандемия COVID-19 остановила работу. [18] Во время остановки из-за COVID LIGO претерпел дальнейшее повышение чувствительности, и 24 мая 2023 года начался сеанс наблюдения O4 с новой чувствительностью. [19]

Миссия

Кривые шума детектора для Initial и Advanced LIGO как функция частоты. Они лежат выше полос для космических детекторов, таких как эволюционировавшая Laser Interferometer Space Antenna (eLISA) и массивов синхронизации пульсаров , таких как European Pulsar Timing Array (EPTA). Также показаны характерные деформации потенциальных астрофизических источников. Чтобы быть обнаруживаемым, характерная деформация сигнала должна быть выше кривой шума. [59] Эти частоты, которые может обнаружить aLIGO, находятся в диапазоне человеческого слуха .

Миссия LIGO заключается в непосредственном наблюдении гравитационных волн космического происхождения. Эти волны были впервые предсказаны общей теорией относительности Эйнштейна в 1916 году, когда еще не существовало технологии, необходимой для их обнаружения. Их существование было косвенно подтверждено, когда наблюдения двойного пульсара PSR 1913+16 в 1974 году показали орбитальный распад, который соответствовал предсказаниям Эйнштейна о потере энергии гравитационным излучением. Нобелевская премия по физике 1993 года была присуждена Халсу и Тейлору за это открытие. [60]

Прямое обнаружение гравитационных волн искали давно. Их открытие положило начало новому разделу астрономии, дополняющему электромагнитные телескопы и нейтринные обсерватории. Джозеф Вебер был пионером в попытках обнаружить гравитационные волны в 1960-х годах с помощью своей работы над резонансными массовыми стержневыми детекторами . Стержневые детекторы продолжают использоваться в шести местах по всему миру. К 1970-м годам ученые, включая Райнера Вайса, осознали применимость лазерной интерферометрии к измерениям гравитационных волн. Роберт Форвард управлял интерферометрическим детектором в Хьюзе в начале 1970-х годов. [61]

Фактически, еще в 1960-х годах, а возможно и раньше, были опубликованы статьи о волновом резонансе света и гравитационных волн. [62] Работа была опубликована в 1971 году о методах использования этого резонанса для обнаружения высокочастотных гравитационных волн . В 1962 году М.Е. Герценштейн и В.И. Пустовойт опубликовали самую первую статью, описывающую принципы использования интерферометров для обнаружения очень длинноволновых гравитационных волн. [63] Авторы утверждали, что при использовании интерферометров чувствительность может быть в 10 7 - 10 10 раз лучше, чем при использовании электромеханических экспериментов. Позже, в 1965 году, Брагинский подробно обсудил источники гравитационных волн и их возможное обнаружение. Он указал на статью 1962 года и упомянул о возможности обнаружения гравитационных волн, если интерферометрическая технология и методы измерения улучшатся.

С начала 1990-х годов физики считали, что технологии достигли такой стадии развития, что обнаружение гравитационных волн , представляющих значительный астрофизический интерес, теперь стало возможным. [64]

В августе 2002 года LIGO начала поиск космических гравитационных волн. Измеримые выбросы гравитационных волн ожидаются от двойных систем (столкновений и слияний нейтронных звезд или черных дыр ), взрывов сверхновых массивных звезд (которые образуют нейтронные звезды и черные дыры), аккрецирующих нейтронных звезд, вращений нейтронных звезд с деформированной корой и остатков гравитационного излучения, созданного рождением Вселенной . Обсерватория может, в теории, также наблюдать более экзотические гипотетические явления, такие как гравитационные волны, вызванные колеблющимися космическими струнами или сталкивающимися доменными стенками .

Обсерватории

LIGO управляет двумя гравитационно-волновыми обсерваториями одновременно: обсерваторией LIGO в Ливингстоне ( 30°33′46.42″N 90°46′27.27″W / 30.5628944°N 90.7742417°W / 30.5628944; -90.7742417 ) в Ливингстоне, штат Луизиана , и обсерваторией LIGO в Ханфорде на площадке DOE в Ханфорде ( 46°27′18.52″N 119°24′27.56″W / 46.4551444°N 119.4076556°W / 46.4551444; -119.4076556 ), расположенный недалеко от Ричленда, штат Вашингтон . Эти места разделены расстоянием в 3002 километра (1865 миль) по прямой линии через землю, но 3030 километров (1883 мили) по поверхности. Поскольку ожидается, что гравитационные волны будут распространяться со скоростью света, это расстояние соответствует разнице во времени прибытия гравитационных волн до десяти миллисекунд. Благодаря использованию трилатерации разница во времени прибытия помогает определить источник волны, особенно когда добавляется третий аналогичный инструмент, такой как Virgo , расположенный на еще большем расстоянии в Европе. [65]

Каждая обсерватория поддерживает L-образную систему сверхвысокого вакуума , размером четыре километра (2,5 мили) с каждой стороны. В каждой вакуумной системе можно установить до пяти интерферометров .

Обсерватория LIGO Livingston вмещает один лазерный интерферометр в первичной конфигурации. Этот интерферометр был успешно модернизирован в 2004 году с помощью активной системы виброизоляции на основе гидравлических приводов, обеспечивающих изоляцию с коэффициентом 10 в диапазоне 0,1–5 Гц. Сейсмическая вибрация в этом диапазоне в основном обусловлена ​​микросейсмическими волнами и антропогенными источниками (транспорт, лесозаготовки и т. д.).

В обсерватории LIGO в Ханфорде находится один интерферометр, почти идентичный интерферометру в обсерватории Ливингстона. Во время начальной и расширенной фаз LIGO интерферометр половинной длины работал параллельно с основным интерферометром. Для этого 2-километрового интерферометра резонаторы Фабри–Перо имели ту же оптическую точность и, таким образом, вдвое меньшее время хранения, чем у 4-километровых интерферометров. При вдвое меньшем времени хранения теоретическая чувствительность к деформации была такой же хорошей, как у интерферометров полной длины выше 200 Гц, но только вдвое хуже на низких частотах. В ту же эпоху Ханфорд сохранил свою первоначальную пассивную систему сейсмической изоляции из-за ограниченной геологической активности в юго-восточной части Вашингтона.

Операция

Упрощенная работа гравитационно-волновой обсерватории
Рисунок 1 : светоделитель (зеленая линия) разделяет когерентный свет (из белого ящика) на два луча, которые отражаются от зеркал (голубые продолговатые); показан только один исходящий и отраженный луч в каждом плече, и он разделен для ясности. Отраженные лучи рекомбинируют, и обнаруживается интерференционная картина (фиолетовый круг).
Рисунок 2 : Гравитационная волна, проходящая через левый рукав (желтый), изменяет свою длину и, следовательно, интерференционную картину.

Параметры в этом разделе относятся к эксперименту Advanced LIGO. Первичный интерферометр состоит из двух линий пучка длиной 4 км, которые образуют интерферометр Майкельсона с рециркуляцией мощности с плечами эталона Жира-Турнуа . Предварительно стабилизированный 1064 нм Nd:YAG-лазер излучает луч мощностью 20 Вт, который проходит через зеркало с рециркуляцией мощности. Зеркало полностью пропускает свет, падающий от лазера, и отражает свет с другой стороны, увеличивая мощность светового поля между зеркалом и последующим расщепителем луча до 700 Вт. От расщепителя луча свет проходит по двум ортогональным плечам. Благодаря использованию частично отражающих зеркал в обоих плечах создаются полости Фабри-Перо , которые увеличивают эффективную длину пути лазерного света в плече с 4 км до приблизительно 1200 км. [66] Мощность светового поля в полости составляет 100 кВт. [67]

Когда гравитационная волна проходит через интерферометр, пространство-время в локальной области изменяется. В зависимости от источника волны и ее поляризации, это приводит к эффективному изменению длины одной или обеих полостей. Эффективное изменение длины между лучами приведет к тому, что свет, находящийся в данный момент в полости, станет очень немного не в фазе (противофазным) с входящим светом. Поэтому полость будет периодически очень немного выходить из когерентности , и лучи, которые настроены на деструктивную интерференцию на детекторе, будут иметь очень небольшую периодически изменяющуюся расстройку. Это приводит к измеряемому сигналу. [68]

После эквивалента приблизительно 280 перемещений по длине 4 км до дальних зеркал и обратно [69] два отдельных луча покидают плечи и рекомбинируют в светоделителе. Лучи, возвращающиеся из двух плеч, сохраняются в противофазе, так что когда плечи находятся в когерентности и интерференции (например, когда гравитационная волна не проходит), их световые волны вычитаются, и никакой свет не должен попадать на фотодиод . Когда гравитационная волна проходит через интерферометр, расстояния вдоль плеч интерферометра укорачиваются и удлиняются, в результате чего лучи становятся немного менее противофазными. Это приводит к тому, что лучи приходят в фазе, создавая резонанс , следовательно, часть света поступает на фотодиод и указывает на сигнал. Свет, который не содержит сигнала, возвращается в интерферометр с помощью зеркала с рециркуляцией мощности, тем самым увеличивая мощность света в плечах.

В реальной работе источники шума могут вызывать движение в оптике, производя эффекты, похожие на эффекты реальных гравитационных волн; большая часть искусства и сложности в инструменте заключается в поиске способов уменьшения этих ложных движений зеркал. [70] Фоновый шум и неизвестные ошибки (которые случаются ежедневно) составляют порядка 10 −20 , в то время как сигналы гравитационных волн составляют около 10 −22 . После снижения шума можно достичь отношения сигнал/шум около 20 или выше при сочетании с другими детекторами гравитационных волн по всему миру. [71]

Наблюдения

Западная часть интерферометра LIGO в резервации Ханфорд

На основе современных моделей астрономических событий и предсказаний общей теории относительности [72] [73] [74] ожидается, что гравитационные волны, которые возникают в десятках миллионов световых лет от Земли , исказят расстояние между зеркалами в 4 километра (2,5 мили) примерно на10 −18  м , менее одной тысячной диаметра заряда протона . Эквивалентно, это относительное изменение расстояния приблизительно на одну часть в 1021. Типичным событием, которое может вызвать событие обнаружения, может быть поздняя стадия спирального слияния и слияния двух черных дыр массой в 10 солнечных , не обязательно расположенных в галактике Млечный Путь, что, как ожидается, приведет к весьма специфической последовательности сигналов, часто обобщаемой под лозунгом « щебетание», «всплеск», «звон в квазинормальном режиме», «экспоненциальный спад».

В четвертом научном запуске в конце 2004 года детекторы LIGO продемонстрировали чувствительность при измерении этих смещений с точностью в два раза выше расчетной.

В ходе пятого научного запуска LIGO в ноябре 2005 года чувствительность достигла первичной проектной спецификации обнаруживаемого напряжения в одну часть из 1021 большеШирина полосы пропускания 100 Гц . Обычно ожидается, что базовая спираль двух нейтронных звезд с массой, примерно равной солнечной, будет наблюдаемой, если она произойдет в пределах около 8 миллионов парсеков (26 × 10 6 световых лет ) или вблизи Местной группы , усредненной по всем направлениям и поляризациям. Также в это время LIGO и GEO 600 (немецко-британский интерферометрический детектор) начали совместный научный запуск, в ходе которого они собирали данные в течение нескольких месяцев. Virgo (франко-итальянский интерферометрический детектор) присоединился в мае 2007 года. Пятый научный запуск завершился в 2007 году после того, как обширный анализ данных этого запуска не выявил никаких однозначных событий обнаружения.^ 

В феврале 2007 года GRB 070201, короткий гамма-всплеск, прибыл на Землю со стороны галактики Андромеды . Преобладающим объяснением большинства коротких гамма-всплесков является слияние нейтронной звезды либо с нейтронной звездой, либо с черной дырой. LIGO сообщила об отсутствии обнаружения GRB 070201, исключив слияние на расстоянии Андромеды с высокой уверенностью. Такое ограничение было основано на том, что LIGO в конечном итоге продемонстрирует прямое обнаружение гравитационных волн. [75]

Улучшенный LIGO

Северная опора (x-плечо) интерферометра LIGO в резервации Ханфорд

После завершения научного запуска 5 первоначальный LIGO был модернизирован с использованием некоторых технологий, запланированных для Advanced LIGO, но доступных и подлежащих модернизации в первоначальном LIGO, что привело к улучшенной конфигурации производительности, названной Enhanced LIGO. [76] Некоторые из улучшений в Enhanced LIGO включают:

Научный запуск 6 (S6) начался в июле 2009 года с улучшенными конфигурациями на 4-километровых детекторах. [77] Он завершился в октябре 2010 года, и началась разборка исходных детекторов.

Расширенный LIGO

Упрощенная схема усовершенствованного детектора LIGO (не в масштабе).
Чувствительность конструкции интерферометра Advanced LIGO с основными источниками шума, максимальная чувствительность составляет около 500 Гц [78]

После 2010 года LIGO на несколько лет была отключена для проведения масштабной модернизации, в ходе которой в инфраструктуру обсерватории LIGO были установлены новые усовершенствованные детекторы LIGO.

Проект продолжал привлекать новых участников, при этом Австралийский национальный университет и Университет Аделаиды внесли свой вклад в Advanced LIGO, и к тому времени, когда лаборатория LIGO начала первый цикл наблюдений «O1» с детекторами Advanced LIGO в сентябре 2015 года, научное сотрудничество LIGO включало более 900 ученых со всего мира. [9]

Первый цикл наблюдений работал с чувствительностью, примерно в три раза превышающей чувствительность Initial LIGO [79] , и с гораздо большей чувствительностью для более крупных систем с их пиковым излучением на более низких звуковых частотах [80] .

11 февраля 2016 года коллаборации LIGO и Virgo объявили о первом наблюдении гравитационных волн . [47] [67] Сигнал, названный GW150914 , [67] [81] был зарегистрирован 14 сентября 2015 года, всего через два дня после того, как Advanced LIGO начал собирать данные после обновления. [47] [ 82 ] [83] Он совпал с предсказаниями общей теории относительности [72] [73] [74] для внутренней спирали и слияния пары черных дыр и последующего замыкания образовавшейся одиночной черной дыры. Наблюдения продемонстрировали существование двойных систем черных дыр звездной массы и первое наблюдение двойного слияния черных дыр.

15 июня 2016 года LIGO объявила об обнаружении второго гравитационно-волнового события, зарегистрированного 26 декабря 2015 года в 3:38 UTC. Анализ наблюдаемого сигнала показал, что событие было вызвано слиянием двух черных дыр с массами 14,2 и 7,5 солнечных масс на расстоянии 1,4 миллиарда световых лет. [50] Сигнал получил название GW151226 . [84]

Второй цикл наблюдений (O2) проходил с 30 ноября 2016 года [85] по 25 августа 2017 года [86] , при этом Ливингстон достиг 15–25% улучшения чувствительности по сравнению с O1, а чувствительность Хэнфорда была схожа с O1. [87] В этот период LIGO увидела еще несколько событий гравитационных волн: GW170104 в январе; GW170608 в июне; и пять других между июлем и августом 2017 года. Некоторые из них были также обнаружены коллаборацией Virgo. [88] [89] [90] В отличие от слияний черных дыр, которые можно обнаружить только гравитационно, GW170817 произошло в результате столкновения двух нейтронных звезд и было также обнаружено электромагнитно с помощью спутников гамма-излучения и оптических телескопов. [89]

Третий запуск (O3) начался 1 апреля 2019 года [91] и должен был продлиться до 30 апреля 2020 года; фактически он был приостановлен в марте 2020 года из-за COVID-19 . [18] [92] [93] 6 января 2020 года LIGO объявила об обнаружении того, что, по-видимому, было гравитационной рябью от столкновения двух нейтронных звезд, зарегистрированного 25 апреля 2019 года детектором LIGO Livingston. В отличие от GW170817, это событие не привело к обнаружению какого-либо света. Более того, это первое опубликованное событие для обнаружения одной обсерваторией, учитывая, что детектор LIGO Hanford в то время был временно отключен, а событие было слишком слабым, чтобы быть видимым в данных Virgo. [94]

Четвертый сеанс наблюдений (O4) планировалось начать в декабре 2022 года [95] , но он был отложен до 24 мая 2023 года. Ожидается, что O4 продолжится до февраля 2025 года [19]. На момент O4 интерферометры работали с чувствительностью 155–175 Мпк [19] в пределах проектного диапазона чувствительности 160–190 Мпк для событий с двойными нейтронными звездами [96] .

Пятый цикл наблюдений (O5) планируется начать в конце 2025 или в 2026 году. [19]

Будущее

LIGO-Индия

LIGO-India , или INDIGO, — это запланированный совместный проект между лабораторией LIGO и Индийской инициативой по гравитационно-волновым наблюдениям (IndIGO) по созданию детектора гравитационных волн в Индии. Лаборатория LIGO в сотрудничестве с Национальным научным фондом США и партнерами Advanced LIGO из Великобритании, Германии и Австралии предложила предоставить все проекты и оборудование для одного из трех запланированных детекторов Advanced LIGO, которые будут установлены, введены в эксплуатацию и эксплуатироваться индийской группой ученых на объекте, который будет построен в Индии.

Проект LIGO-India является результатом сотрудничества между лабораторией LIGO и консорциумом LIGO-India: Институтом плазменных исследований, Гандинагар; IUCAA (Межуниверситетский центр астрономии и астрофизики), Пуна и Центром передовых технологий имени Раджи Раманны, Индор.

Расширение всемирной деятельности по обнаружению гравитационных волн для создания эффективной глобальной сети было целью LIGO в течение многих лет. В 2010 году дорожная карта развития [97], выпущенная Международным комитетом по гравитационным волнам (GWIC), рекомендовала, чтобы расширение глобального массива интерферометрических детекторов проводилось в качестве наивысшего приоритета. Такая сеть предоставила бы астрофизикам более надежные возможности поиска и более высокие научные результаты. Текущее соглашение между научным сотрудничеством LIGO и сотрудничеством Virgo связывает три детектора сопоставимой чувствительности и формирует ядро ​​этой международной сети. Исследования показывают, что локализация источников сетью, включающей детектор в Индии, обеспечит значительные улучшения. [98] [99] Улучшения в средних значениях локализации, как прогнозируется, составят примерно порядок величины, с существенно большими улучшениями в определенных областях неба.

NSF был готов разрешить это перемещение и последующие задержки графика, пока это не увеличит бюджет LIGO. Таким образом, все расходы, необходимые для строительства лаборатории, эквивалентной площадкам LIGO, для размещения детектора, должны были быть оплачены принимающей страной. [ 100] Первым потенциальным отдаленным местоположением был AIGO в Западной Австралии , [101] однако австралийское правительство не захотело выделить финансирование к крайнему сроку 1 октября 2011 года.

Место в Индии обсуждалось на заседании Совместной комиссии между Индией и США в июне 2012 года. [102] Параллельно предложение оценивалось финансирующим агентством LIGO, NSF. Поскольку основа проекта LIGO-India подразумевает передачу одного из детекторов LIGO в Индию, план повлияет на работу и график уже проводимых усовершенствований LIGO. В августе 2012 года Национальный научный совет США одобрил запрос лаборатории LIGO на изменение сферы применения усовершенствованного LIGO путем отказа от установки интерферометра «H2» из Хэнфорда и подготовки его вместо этого к хранению в ожидании отправки в LIGO-India. [103] В Индии проект был представлен Министерству атомной энергетики и Министерству науки и технологий для одобрения и финансирования. 17 февраля 2016 года, менее чем через неделю после знаменательного заявления LIGO об обнаружении гравитационных волн, премьер-министр Индии Нарендра Моди объявил, что Кабинет министров дал «принципиальное» одобрение меганаучному предложению LIGO-India. [104]

Было выбрано место недалеко от места паломничества Аундха Нагнатх в районе Хинголи штата Махараштра на западе Индии . [105] [106]

7 апреля 2023 года проект LIGO-India был одобрен Кабинетом правительства Индии. Строительство должно начаться в районе Хинголи в Махараштре, его стоимость составит 2600 крор индийских рупий . [107]

А+

Как и в случае с Enhanced LIGO, некоторые усовершенствования будут внедрены в существующий инструмент Advanced LIGO. Они называются предложениями A+ и запланированы к установке с 2019 года до тех пор, пока обновленный детектор не вступит в эксплуатацию в 2024 году. [108] Изменения почти удвоят чувствительность Advanced LIGO, [109] [110] и увеличат объем исследуемого пространства в семь раз. [111] Улучшения включают:

Поскольку конечный выходной фотодетектор LIGO чувствителен к фазе, а не к амплитуде, можно сжать сигнал так, чтобы было меньше фазового шума и больше амплитудного шума, не нарушая квантово-механического предела для их продукта. [114] Это делается путем введения «сжатого вакуумного состояния» в темный порт (выход интерферометра), который тише по соответствующему параметру, чем простая темнота. Такое сжатое обновление было установлено на обоих участках LIGO перед третьим циклом наблюдений. [115] Улучшение A+ будет означать установку дополнительного оптического резонатора , который вращает сжимающую квадратуру от сжатой по фазе на высоких частотах (выше 50 Гц) до сжатой по амплитуде на низких частотах, тем самым также смягчая низкочастотный шум давления излучения .

LIGO Вояджер

Детектор третьего поколения на существующих площадках LIGO планируется под названием «LIGO Voyager» для повышения чувствительности еще в два раза и уменьшения нижней частоты среза вдвое до 10 Гц. [116] Планируется заменить стеклянные зеркала и лазеры 1064 нм еще более крупными 160-килограммовыми тестовыми массами из кремния, охлажденными до 123 К (температура, достижимая с помощью жидкого азота ), а также перейти на более длинную длину волны лазера в диапазоне 1500–2200 нм, в котором кремний прозрачен. (Во многих документах предполагается длина волны 1550 нм, но это не окончательная версия.)

Voyager будет иметь класс A+ и будет введен в эксплуатацию примерно в 2027–2028 годах. [117]

Космический исследователь

Проект более крупного объекта с более длинными плечами называется « Cosmic Explorer ». Он основан на технологии LIGO Voyager, имеет похожую геометрию L-образной формы типа LIGO, но с плечами длиной 40 км. В настоящее время планируется, что объект будет находиться на поверхности. Он имеет более высокую чувствительность, чем телескоп Эйнштейна для частот выше 10 Гц, но более низкую чувствительность ниже 10 Гц. [116]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Бариш, Барри К.; Вайс, Райнер (октябрь 1999 г.). «LIGO и обнаружение гравитационных волн». Physics Today . 52 (10): 44. Bibcode : 1999PhT....52j..44B. doi : 10.1063/1.882861.
  2. ^ "Факты". LIGO . Архивировано из оригинала 4 июля 2017 г. Получено 24 августа 2017 г. Это эквивалентно измерению расстояния от Земли до ближайшей звезды с точностью, меньшей толщины человеческого волоса!(то есть к Проксиме Центавра в4,0208 × 10 13   км ).
  3. ^ "LIGO Lab Caltech MIT" . Получено 24 июня 2016 г. .
  4. ^ "LIGO MIT" . Получено 24 июня 2016 .
  5. ^ "Осуществляется крупный исследовательский проект по обнаружению гравитационных волн". Новости Бирмингемского университета . Университет Бирмингема . Получено 28 ноября 2015 г. .
  6. ^ Шумейкер, Дэвид (2012). «Эволюция Advanced LIGO» (PDF) . Журнал LIGO (1): 8.
  7. ^ «Революционный низовой астрофизический проект «Эйнштейн@Дома» запущен» . Получено 3 марта 2016 г.
  8. ^ "LSC/Virgo Census". myLIGO . Получено 28 ноября 2015 г. .
  9. ^ abc Castelvecchi, Davide (15 сентября 2015 г.), «Охота на гравитационные волны возобновится после масштабного обновления: эксперимент LIGO теперь имеет больше шансов обнаружить рябь в пространстве-времени», Nature , 525 (7569): 301–302, Bibcode :2015Natur.525..301C, doi : 10.1038/525301a , PMID  26381963
  10. ^ "Статистика проекта BOINCstats" . Получено 14 декабря 2016 г. .
  11. ^ Крупные физические проекты в Соединенных Штатах, такие как Fermilab , традиционно финансировались Министерством энергетики .
  12. ^ "LIGO: Поиск гравитационных волн". www.nsf.gov . Национальный научный фонд. Архивировано из оригинала 15 сентября 2016 года . Получено 3 сентября 2018 года .
  13. ^ "Нобелевская премия по физике 2017 года". Нобелевский фонд.
  14. ^ "Новости LSC".
  15. ^ ab "Новости LSC".
  16. ^ Научное сотрудничество LIGO; сотрудничество Virgo; Эбботт, BP; Эбботт, R.; Эбботт, TD; Абрахам, S.; Акернезе, F.; Экли, K.; Адамс, C.; Адхикари, RX; Адья, VB (4 сентября 2019 г.). "GWTC-1: гравитационно-волновой транзитный каталог компактных бинарных слияний, наблюдавшихся LIGO и Virgo во время первого и второго сеансов наблюдений". Physical Review X. 9 ( 3): 031040. arXiv : 1811.12907 . Bibcode : 2019PhRvX...9c1040A. doi : 10.1103/PhysRevX.9.031040. ISSN  2160-3308. S2CID  119366083.
  17. ^ LIGO (1 ноября 2019 г.). «Добро пожаловать в O3b!». @ligo . Получено 11 ноября 2019 г. .
  18. ^ abc "LIGO приостанавливает третий сеанс наблюдений (O3)". 26 марта 2020 г. Получено 15 июля 2020 г.
  19. ^ abcde "Статус гравитационно-волновой обсерватории". Gravitational Wave Open Science Center . 24 мая 2023 г. Получено 25 мая 2023 г.
  20. ^ Кастельвекки, Давиде (24 мая 2023 г.). «Детектор гравитационных волн LIGO вернулся — и теперь может обнаружить больше сталкивающихся черных дыр, чем когда-либо». Nature . 618 (7963): 13–14. Bibcode :2023Natur.618...13C. doi :10.1038/d41586-023-01732-4. PMID  37225822. S2CID  258899900.
  21. ^ "LIGO, VIRGO И KAGRA НАБЛЮДАЮТ ПЛАНЫ ЗАПУСКА" . Получено 14 декабря 2021 г. .
  22. ^ abcdefghi Установка приоритетов для крупных исследовательских проектов, поддерживаемых Национальным научным фондом. National Academies Press. 2004. С. 109–117. Bibcode :2004splr.rept.....C. doi :10.17226/10895. ISBN 978-0-309-09084-1.
  23. ^ Герценштейн, М.Е. (1962). «Волновой резонанс света и гравитационных волн». Журнал экспериментальной и теоретической физики . 14 : 84.
  24. ^ Вайс, Райнер (1972). «Электромагнитно связанная широкополосная гравитационная волновая антенна». Ежеквартальный отчет о ходе работ Исследовательской лаборатории электроники . 105 (54): 84. Получено 21 февраля 2016 г.
  25. ^ "Краткая история LIGO" (PDF) . ligo.caltech.edu. Архивировано из оригинала (PDF) 3 июля 2017 г. Получено 21 февраля 2016 г.
  26. ^ ab Buderi, Robert (19 сентября 1988 г.). «Going after gravity: How a high-risk project got financed». The Scientist . 2 (17): 1 . Получено 18 февраля 2016 г. .
  27. ^ abc Mervis, Jeffery. «Финансирование двух научных лабораторий получает дебаты о рецензировании свинины против пива». The Scientist . 5 (23) . Получено 21 февраля 2016 г.
  28. ^ ab Waldrop, M. Mitchell (7 сентября 1990 г.). «О политике, пульсарах, спиралях смерти — и LIGO». Science . 249 (4973): 1106–1108. Bibcode :1990Sci...249.1106W. doi :10.1126/science.249.4973.1106. PMID  17831979.
  29. ^ «Гравитационные волны обнаружены через 100 лет после предсказания Эйнштейна» (PDF) . LIGO. 11 февраля 2016 г. Получено 11 февраля 2016 г.
  30. ↑ Айрион, Роберт (21 апреля 2000 г.). «Миссия LIGO по гравитации». Science . 288 (5465): 420–423. doi :10.1126/science.288.5465.420. S2CID  119020354.
  31. ^ abcd "Интервью с Барри Баришем" (PDF) . Ширли Коэн . Калтех. 1998 . Получено 21 февраля 2016 .
  32. ^ ab Кук, Виктор (21 сентября 2001 г.). Управление и надзор NSF за LIGO . Семинар по передовому опыту в крупных проектах. NSF.
  33. ↑ Трэвис, Джон (18 февраля 2016 г.). «LIGO: A$250 million gamble». Science . 260 (5108): 612–614. Bibcode :1993Sci...260..612T. doi :10.1126/science.260.5108.612. PMID  17812204.
  34. ↑ Андерсон, Кристофер (11 марта 1994 г.). «Директор LIGO вышел из строя». Science . 263 (5152): 1366. Bibcode :1994Sci...263.1366A. doi :10.1126/science.263.5152.1366. PMID  17776497.
  35. ^ Браун, Малкольм В. (30 апреля 1991 г.). «Эксперты спорят о проекте по обнаружению гравитационной волны». New York Times . Получено 21 февраля 2016 г.
  36. ↑ Андерсон, Кристофер (11 марта 1994 г.). «Директор LIGO вышел из строя». Science . 263 (5152): 1366. Bibcode :1994Sci...263.1366A. doi :10.1126/science.263.5152.1366. PMID  17776497.
  37. ^ Witze, Alexandra (16 июля 2014), «Физика: Волна будущего», Nature , 511 (7509): 278–81, Bibcode : 2014Natur.511..278W, doi : 10.1038/511278a , PMID  25030149
  38. ^ "Обнаружение гравитационных волн на шаг ближе с Advanced LIGO". SPIE Newsroom . Получено 4 января 2016 г.
  39. ^ "Daniel Sigg: The Advanced LIGO Detectors in the era of First Discoveries". SPIE Newsroom . Получено 9 сентября 2016 г.
  40. ^ Гош, Паллаб (11 февраля 2016 г.). «Гравитационные волны Эйнштейна, «видимые» из черных дыр». BBC News . Получено 18 февраля 2016 г.
  41. ^ «Гравитационные волны обнаружены через 100 лет после предсказания Эйнштейна». www.mpg.de . Max-Planck-Gelschaft . Получено 3 сентября 2018 г. .
  42. ^ "LIGO Hanford's H1 Achieves Two-Hour Full Lock". Февраль 2015. Архивировано из оригинала 22 сентября 2015.
  43. ^ Чжан, Сара (15 сентября 2015 г.). «Долгий поиск неуловимых рябей в пространстве-времени». Wired .
  44. ^ Амос, Джонатан (19 сентября 2015 г.). «Advanced Ligo: Labs „открывают свои уши“ для космоса». BBC News . Получено 19 сентября 2015 г. .
  45. ^ «Планирование светлого будущего: перспективы гравитационно-волновой астрономии с Advanced LIGO и Advanced Virgo». Научное сотрудничество LIGO . 23 декабря 2015 г. Получено 31 декабря 2015 г.
  46. ^ Научное сотрудничество LIGO и сотрудничество Virgo, BP Abbott (11 февраля 2016 г.). "Наблюдение гравитационных волн от слияния бинарных черных дыр". Physical Review Letters . 116 (6): 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102. PMID  26918975. S2CID  124959784.
  47. ^ abc Castelvecchi, Davide; Witze, Witze (11 февраля 2016 г.). «Наконец-то найдены гравитационные волны Эйнштейна». Nature News . doi :10.1038/nature.2016.19361. S2CID  182916902 . Получено 11 февраля 2016 г. .
  48. ^ Новые результаты поиска гравитационных волн. Коллоквиум ЦЕРН. 2016.
  49. ^ "Fundamental Physics Prize – News". Fundamental Physics Prize (2016) . Получено 4 мая 2016 .
  50. ^ ab Chu, Jennifer (15 июня 2016 г.). «Во второй раз LIGO обнаруживает гравитационные волны». MIT News . MIT . Получено 15 июня 2016 г. .
  51. ^ BP Abbott; et al. ( LIGO Scientific Collaboration и Virgo Collaboration ) (1 июня 2017 г.). "GW170104: Наблюдение за слиянием двойной черной дыры массой 50 солнечных при красном смещении 0,2". Physical Review Letters . 118 (22): 221101. arXiv : 1706.01812 . Bibcode : 2017PhRvL.118v1101A. doi : 10.1103/PhysRevLett.118.221101. PMID  28621973. S2CID  206291714.
  52. ^ Conover, E. (1 июня 2017 г.). «LIGO поймал еще один набор гравитационных волн». Science News . Получено 3 июня 2017 г.
  53. ^ «Профессор колледжа наук назначен на главную роль в поиске гравитационных волн | Центр новостей».
  54. ^ "GW170814: Наблюдение гравитационных волн от слияния двойных черных дыр с помощью трех детекторов" . Получено 29 сентября 2017 г.
  55. ^ "Нобелевская премия по физике 2017 года". Nobelprize.org . Получено 4 октября 2017 г. .
  56. ^ Ринкон, Пол; Амос, Джонатан (3 октября 2017 г.). «Волны Эйнштейна получили Нобелевскую премию». BBC News . Получено 3 октября 2017 г.
  57. ↑ Овербай, Деннис (3 октября 2017 г.). «Нобелевская премия по физике 2017 г. присуждена исследователям черной дыры LIGO». The New York Times . Получено 3 октября 2017 г.
  58. ^ "Новости LSC" (PDF) .
  59. ^ Мур, Кристофер; Коул, Роберт; Берри, Кристофер (19 июля 2013 г.). «Детекторы и источники гравитационных волн» . Получено 20 апреля 2014 г.
  60. ^ "Нобелевская премия по физике 1993 года: Рассел А. Халс, Джозеф Х. Тейлор-младший". nobelprize.org .
  61. ^ "Некролог: д-р Роберт Л. Форвард". www.spaceref.com . 21 сентября 2002 г. Архивировано из оригинала 2 сентября 2013 г. Получено 3 сентября 2018 г.
  62. ^ М. Е. Герценштейн (1961). «Волновой резонанс света и гравитационных волн». ЖЭТФ . 41 (1): 113–114. Архивировано из оригинала 6 февраля 2016 г. Получено 19 января 2016 г.
  63. ^ Герценштейн, М.Е.; Пустовойт, В.И. (август 1962 г.). «Об обнаружении низкочастотных гравитационных волн». ЖЭТФ . 43 : 605–607.
  64. ^ Bonazzola, S; Marck, JA (1994). «Астрофизические источники гравитационного излучения». Annual Review of Nuclear and Particle Science . 44 (44): 655–717. Bibcode :1994ARNPS..44..655B. doi : 10.1146/annurev.ns.44.120194.003255 .
  65. ^ "Location of the Source". Gravitational Wave Astrophysics . University of Birmingham. Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 года . Получено 28 ноября 2015 года .
  66. ^ «Интерферометр LIGO».
  67. ^ abc Abbott, BP; et al. (2016). "Наблюдение гравитационных волн от слияния бинарных черных дыр". Phys. Rev. Lett. 116 (6): 061102. arXiv : 1602.03837 . Bibcode : 2016PhRvL.116f1102A. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102. PMID  26918975. S2CID  124959784.
  68. ^ Торн, Кип (2012). "Глава 27.6: Обнаружение гравитационных волн (в "Приложения классической физики, глава 27: Гравитационные волны и экспериментальные проверки общей теории относительности", заметки лекций Калтеха)" (PDF) . Получено 11 февраля 2016 г. .
  69. ^ «Интерферометр LIGO».
  70. ^ Доутон, Сэнди (14 мая 2018 г.). «Вдруг раздался стук: вороны вызывают сбои в работе огромного физического прибора в Хэнфорде». The Seattle Times . Получено 14 мая 2018 г.
  71. ^ Abbott BP, Abbott R, Abbott TD, Acernese F, Ackley K, Adams C и др. ( LIGO Scientific Collaboration & Virgo Collaboration ) (октябрь 2017 г.). "GW170817: Наблюдение гравитационных волн от двойной нейтронной звезды Inspiral". Physical Review Letters . 119 (16): 161101. arXiv : 1710.05832 . Bibcode : 2017PhRvL.119p1101A. doi : 10.1103/PhysRevLett.119.161101 . PMID  29099225.
  72. ^ ab Pretorius, Frans (2005). "Эволюция бинарных черных дыр пространства-времени". Physical Review Letters . 95 (12): 121101. arXiv : gr-qc/0507014 . Bibcode :2005PhRvL..95l1101P. doi :10.1103/PhysRevLett.95.121101. ISSN  0031-9007. PMID  16197061. S2CID  24225193.
  73. ^ ab Campanelli, M. ; Lousto, CO ; Marronetti, P.; Zlochower, Y. (2006). "Точные эволюции орбитальных двойных черных дыр без вырезания". Physical Review Letters . 96 (11): 111101. arXiv : gr-qc/0511048 . Bibcode :2006PhRvL..96k1101C. doi :10.1103/PhysRevLett.96.111101. ISSN  0031-9007. PMID  16605808. S2CID  5954627.
  74. ^ ab Baker, John G.; Centrella, Joan ; Choi, Dae-Il; Koppitz, Michael; van Meter, James (2006). "Извлечение гравитационно-волн из спиральной конфигурации сливающихся черных дыр". Physical Review Letters . 96 (11): 111102. arXiv : gr-qc/0511103 . Bibcode : 2006PhRvL..96k1102B. doi : 10.1103/PhysRevLett.96.111102. ISSN  0031-9007. PMID  16605809. S2CID  23409406.
  75. ^ Свитил, Кэти (2 января 2008 г.). «LIGO проливает свет на космическое событие» (пресс-релиз). Калифорнийский технологический институт . Получено 14 февраля 2016 г.
  76. ^ Адхикари, Рана; Фричель, Питер; Вальдман, Сэм (17 июля 2006 г.). Enhanced LIGO (PDF) (Технический отчет). LIGO-T060156-01-I.
  77. ^ Беккет, Дэйв (15 июня 2009 г.). «Установлена ​​точная дата начала S6». Новости лаборатории LIGO .
  78. ^ Данилишин, Стефан Л.; Халили, Фарид Я.; Мяо, Хайсин (29 апреля 2019 г.). «Передовые квантовые методы для будущих детекторов гравитационных волн». Living Reviews in Relativity . 22 (1): 2. arXiv : 1903.05223 . Bibcode : 2019LRR....22....2D. doi : 10.1007/s41114-019-0018-y. ISSN  2367-3613. S2CID  119238143.
  79. ^ Burtnyk, Kimberly (18 сентября 2015 г.). «The Newest Search for Gravitational Waves has Begin». Научное сотрудничество LIGO. Архивировано из оригинала 4 июля 2017 г. . Получено 9 сентября 2017 г. . Современные детекторы LIGO уже в три раза более чувствительны, чем был первоначальный LIGO к концу своего наблюдательного срока службы
  80. ^ Aasi, J (9 апреля 2015 г.). "Advanced LIGO". Классическая и квантовая гравитация . 32 (7): 074001. arXiv : 1411.4547 . Bibcode : 2015CQGra..32g4001L. doi : 10.1088/0264-9381/32/7/074001. S2CID  118570458.
  81. ^ Naeye, Robert (11 февраля 2016 г.). «Обнаружение гравитационных волн возвещает новую эру науки». Sky and Telescope . Получено 11 февраля 2016 г.
  82. ^ Чо, Адриан (11 февраля 2016 г.). «Вот первый человек, заметивший эти гравитационные волны». Science . doi :10.1126/science.aaf4039.
  83. ^ "Обнаружены гравитационные волны от черных дыр". BBC News . 11 февраля 2016 г.
  84. ^ Эбботт, BP; Эбботт, R.; Эбботт, TD; и др. (15 июня 2016 г.). "GW151226: Наблюдение гравитационных волн от слияния двойной черной дыры массой 22 Солнца". Physical Review Letters . 116 (24): 241103. arXiv : 1606.04855 . Bibcode : 2016PhRvL.116x1103A. doi : 10.1103/PhysRevLett.116.241103. PMID  27367379. S2CID  118651851.
  85. ^ "VIRGO присоединяется к LIGO для сбора данных в ходе второго этапа наблюдений (O2)" (PDF) . Научное сотрудничество LIGO и сотрудничество VIRGO. 1 августа 2017 г. Архивировано из исходного (PDF) 10 октября 2017 г. . Получено 20 октября 2017 г. .
  86. ^ "Обновление о начале 3-го наблюдательного запуска LIGO". 24 апреля 2018 г. Получено 31 августа 2018 г. В настоящее время запуск O3 планируется начать в начале 2019 г. Обновления будут предоставлены после завершения этапа установки и начала этапа ввода в эксплуатацию. Обновление о инженерном запуске перед O3 будет предоставлено к концу лета 2018 г.
  87. ^ Грант, Эндрю (12 декабря 2016 г.). «Advanced LIGO набирает обороты с небольшими улучшениями». Physics Today . doi :10.1063/PT.5.9074. Суть в том, что [чувствительность] лучше, чем в начале O1; мы ожидаем получить больше обнаружений.
  88. ^ GWTC-1: Гравитационно-волновой транзитный каталог компактных двойных слияний, наблюдавшихся LIGO и Virgo во время первого и второго сеансов наблюдений
  89. ^ ab Chu, Jennifer (16 октября 2017 г.). «LIGO и Virgo впервые обнаружили гравитационные волны, создаваемые сталкивающимися нейтронными звездами» (пресс-релиз). LIGO.
  90. ^ «Гравитационные волны от слияния двойных черных дыр, обнаруженные LIGO и Virgo».
  91. ^ «LIGO и Virgo обнаружили столкновения нейтронных звезд».
  92. ^ "Observatory Status". LIGO . 23 марта 2020 г. Архивировано из оригинала 9 апреля 2020 г. Получено 23 июня 2020 г.
  93. ^ Диего Берсанетти: Статус детектора гравитационных волн Virgo и цикла наблюдений O3, EPS-HEP2019
  94. ^ «Сеть LIGO-Virgo зафиксировала еще одно столкновение нейтронных звезд».
  95. ^ "Заявление лаборатории LIGO о долгосрочных планах будущих наблюдений". LIGO Lab . Получено 22 марта 2022 г.
  96. ^ Эбботт, БП; и др. (24 ноября 2020 г.). «Перспективы наблюдения и локализации гравитационно-волновых транзиентов с помощью Advanced LIGO, Advanced Virgo и KAGRA». Living Reviews in Relativity . 23 (1): 3. arXiv : 1304.0670 . doi :10.1007/s41114-020-00026-9. PMC 7520625 . PMID  33015351. 
  97. ^ "Будущее гравитационно-волновой астрономии" (PDF) . Международный комитет по гравитационным волнам. Архивировано из оригинала (PDF) 30 июля 2017 г. . Получено 3 сентября 2018 г. .
  98. ^ Фэрхерст, Стивен (28 сентября 2012 г.), «Улучшенная локализация источника с помощью LIGO India», Journal of Physics: Conference Series , 484 (1): 012007, arXiv : 1205.6611 , Bibcode : 2014JPhCS.484a2007F, doi : 10.1088/1742-6596/484/1/012007, S2CID  118583506, документ LIGO P1200054-v6
  99. ^ Шутц, Бернард Ф. (25 апреля 2011 г.), «Сети детекторов гравитационных волн и три показателя заслуги», Классическая и квантовая гравитация , 28 (12): 125023, arXiv : 1102.5421 , Bibcode : 2011CQGra..28l5023S, doi : 10.1088/0264-9381/28/12/125023, S2CID  119247573
  100. ^ Чо, Адриан (27 августа 2010 г.), «Физики США ищут в Австралии новое место для детектора гравитационных волн» (PDF) , Science , 329 (5995): 1003, Bibcode : 2010Sci...329.1003C, doi : 10.1126/science.329.5995.1003, PMID  20798288, архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2013 г.
  101. ^ Финн, Сэм; Фричель, Питер; Клименко, Сергей; Рааб, Фред; Сатьяпракаш, Б.; Саулсон, Питер; Вайс, Райнер (13 мая 2010 г.), Отчет Комитета по сравнению научных случаев AHLV и HHLV, документ LIGO T1000251-v1
  102. ^ Информационный бюллетень по встрече по двустороннему сотрудничеству США и Индии в области науки и технологий — от 13 июня 2012 г.
  103. ↑ Меморандум членам и консультантам Национального научного совета от 24 августа 2012 г.
  104. ↑ Офис премьер-министра Индии [@PMOIndia] (17 февраля 2016 г.). «Кабинет министров дал «принципиальное» одобрение меганаучному предложению LIGO-India по исследованию гравитационных волн» ( Твит ) – через Twitter .
  105. ^ «Первая лаборатория LIGO за пределами США появится в Хинголи, штат Махараштра». NDTV . 8 сентября 2016 г.
  106. ^ Souradeep, Tarun (18 января 2019 г.). "LIGO-India: Origins & site search" (PDF) . стр. 27. Архивировано (PDF) из оригинала 15 сентября 2019 г. Получено 15 сентября 2019 г.
  107. ^ «Кабинет министров выделил 2600 крор рупий на LIGO-India; обсерватория, которая появится в Махараштре, станет частью глобальной сети». The Times of India . 7 апреля 2023 г.
  108. ^ «Обновлен LIGO для поиска самых экстремальных событий во Вселенной». www.nsf.gov . Получено 9 апреля 2020 г. .
  109. ^ Миллер, Джон; Барсотти, Лиза ; Витале, Сальваторе; Фричель, Питер; Эванс, Мэтью; Сигг, Дэниел (16 марта 2015 г.). «Перспективы удвоения диапазона Advanced LIGO» (PDF) . Physical Review D. 91 ( 62005): 062005. arXiv : 1410.5882 . Bibcode : 2015PhRvD..91f2005M. doi : 10.1103/PhysRevD.91.062005. S2CID  18460400.
  110. ^ Цукер, Майкл Э. (7 июля 2016 г.). Получение A+: Улучшение продвинутого LIGO. LIGO–DAWN Workshop II. LIGO-G1601435-v3.
  111. ^ Томпсон, Эвери (15 февраля 2019 г.). «Обсерватория гравитационных волн LIGO получает обновление за 30 миллионов долларов». www.popularmechanics.com . Получено 17 февраля 2019 г.
  112. ^ Гош, Паллаб (15 февраля 2019 г.). «Детекторы черных дыр получат большую модернизацию» . Получено 17 февраля 2019 г.
  113. ^ "LIGO-T1800042-v5: Кривая проектирования A+". dcc.ligo.org . Получено 9 апреля 2020 г. .
  114. ^ «Квантовый усовершенствованный детектор LIGO устанавливает новый рекорд чувствительности».
  115. ^ Tse, M.; Yu, Haocun; Kijbunchoo, N.; Fernandez-Galiana, A.; Dupej, P.; Barsotti, L .; Blair, CD; Brown, DD; Dwyer, SE; Effler, A.; Evans, M. (5 декабря 2019 г.). «Усовершенствованные квантовые детекторы LIGO в эпоху гравитационно-волновой астрономии». Physical Review Letters . 123 (23): 231107. Bibcode : 2019PhRvL.123w1107T. doi : 10.1103/PhysRevLett.123.231107 . hdl : 1721.1/136579.2 . PMID  31868462.
  116. ^ ab Макклелланд, Дэвид; Эванс, Мэтью; Ланц, Брайан; Мартин, Ян; Кетчке, Фолькер; Шнабель, Роман (8 октября 2015 г.). Белая книга по приборостроению (отчет). Научное сотрудничество LIGO. Документ LIGO T1500290-v2.
  117. ^ Научное сотрудничество LIGO (10 февраля 2015 г.). Instrument Science White Paper (PDF) (Технический отчет). LIGO. LIGO-T1400316-v4 . Получено 23 июня 2020 г. .

Ссылки

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

Найдите значение слова ligo в Викисловаре, бесплатном словаре.
На Викискладе есть медиафайлы по теме LIGO .