Virgo размещается в Европейской гравитационной обсерватории (EGO), консорциуме, основанном французским Национальным центром научных исследований (CNRS) и итальянским Национальным институтом ядерной физики (INFN). [1] Сотрудничество Virgo управляет детектором и определяет стратегию и политику его использования и модернизации. Сотрудничество состоит из более чем 850 членов из 16 стран. [2] Интерферометр Virgo работает с аналогичными детекторами, включая два интерферометра LIGO в Соединенных Штатах (на площадке Ханфорд и в Ливингстоне, Луизиана ) и японский интерферометр KAGRA (в шахте Камиока ). Сотрудничество между несколькими детекторами имеет решающее значение для обнаружения гравитационных волн и определения их источника; Коллаборации LIGO и Virgo обмениваются данными с 2007 года, а с KAGRA — с 2019 года, образовав коллаборацию LIGO-Virgo-KAGRA (LVK). [3]
Интерферометр назван в честь скопления Девы , скопления из примерно 1500 галактик в созвездии Девы, расположенного примерно в 50 миллионах световых лет от Земли. [4] Разработанный, когда гравитационные волны были только предсказанием общей теории относительности, он теперь обнаружил несколько из них. Его первое обнаружение было в 2017 году (вместе с двумя детекторами LIGO); за этим быстро последовало обнаружение гравитационной волны GW170817 , единственной, наблюдаемой классическими методами ( оптическими , гамма- , рентгеновскими и радиотелескопами ) по состоянию на 2024 год. [5] Детектор используется для совместных наблюдательных сеансов с другими детекторами, разделенных периодами ввода в эксплуатацию, в течение которых он модернизируется для повышения своей чувствительности и научной производительности. [6]
Организация
Эксперимент Virgo управляется консорциумом Европейской гравитационной обсерватории (EGO), который был создан в декабре 2000 года Французским национальным центром научных исследований (CNRS) и Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). [7] Nikhef , голландский институт ядерной и физики высоких энергий, позже присоединился в качестве наблюдателя и в конечном итоге стал полноправным членом. EGO отвечает за площадку Virgo и отвечает за строительство, обслуживание и эксплуатацию детектора и его модернизацию. Одной из целей EGO является содействие исследованиям и изучению гравитации в Европе. [1]
Сотрудничество Virgo объединяет всех исследователей, работающих над различными аспектами детектора. Около 850 участников, представляющих 142 учреждения в 16 странах, были частью сотрудничества в мае 2023 года. [2] [8] Сюда входят учреждения во Франции, Италии, Нидерландах, Польше, Испании, Бельгии, Германии, Венгрии, Португалии, Греции, Чехии, Дании, Ирландии, Монако, Китае и Японии. [9]
Сотрудничество Virgo является частью более крупного сотрудничества LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), которое объединяет ученых из других крупных экспериментов по гравитационным волнам для совместного анализа данных; это имеет решающее значение для обнаружения гравитационных волн. [10] LVK началось в 2007 году [3] как сотрудничество LIGO-Virgo и было расширено, когда в 2019 году к нему присоединилась KAGRA. [11] [12]
История
Проект Virgo был одобрен в 1992 году французским CNRS, а в следующем году — итальянским INFN. Строительство детектора началось в 1996 году на площадке Cascina недалеко от Пизы , Италия, и было завершено в 2003 году. После нескольких сеансов наблюдений, в которых не было обнаружено гравитационных волн, интерферометр был закрыт в 2011 году для модернизации в рамках проекта Advanced Virgo. Он снова начал проводить наблюдения в 2017 году, быстро сделав свои первые обнаружения с помощью детекторов LIGO. [13]
Зачатие
Хотя концепция гравитационных волн была представлена Альбертом Эйнштейном в 1916 году, [14] серьезные проекты по их обнаружению начались только в 1970-х годах. Первыми были стержни Вебера , изобретенные Джозефом Вебером ; [15] хотя они могли обнаружить гравитационные волны в теории, ни один из экспериментов не увенчался успехом. Однако они дали толчок созданию исследовательских групп, посвященных гравитационным волнам. [16]
Идея большого интерферометрического детектора начала приобретать доверие в начале 1980-х годов, и проект Virgo был концептуализирован итальянским исследователем Адальберто Джиазотто и французским исследователем Аленом Брилле в 1985 году после их встречи в Риме . Ключевой идеей, которая отличала Virgo от других проектов, было нацеливание на низкие частоты (около 10 Гц); большинство проектов были сосредоточены на более высоких частотах (около 500 Гц). Многие в то время считали, что это невозможно; только Франция и Италия начали работу над проектом, [17] который был впервые представлен в 1987 году. [18] После одобрения CNRS и INFN, строительство интерферометра началось в 1996 году с целью начать наблюдения к 2000 году. [19]
Первой целью Virgo было прямое наблюдение гравитационных волн, косвенные доказательства чего представило трехдесятилетнее исследование двойного пульсара 1913+16 . Наблюдаемое уменьшение орбитального периода этого двойного пульсара согласуется с гипотезой о том, что система теряет энергию, испуская гравитационные волны. [20]
Начальный детектор Virgo
Детектор Virgo был впервые построен, введен в эксплуатацию и эксплуатировался в 2000-х годах и достиг своей ожидаемой чувствительности. Это подтвердило его проектные решения и продемонстрировало, что гигантские интерферометры являются перспективными устройствами для обнаружения гравитационных волн в широком диапазоне частот. [21] [22] Эту фазу иногда называют «начальной Virgo» или «исходной Virgo». [23] [24]
Строительство первоначального детектора Virgo было завершено в июне 2003 года [25] , и несколько периодов сбора данных («научные запуски») последовали между 2007 и 2011 годами. [26] [27] Некоторые запуски были выполнены с двумя детекторами LIGO . В 2010 году было отключение на несколько месяцев для модернизации системы подвески Virgo, и оригинальные стальные провода подвески были заменены стекловолокном для снижения теплового шума. [28] Первоначальный детектор Virgo был недостаточно чувствительным, и после нескольких месяцев сбора данных с модернизированной системой подвески он был отключен в сентябре 2011 года для установки Advanced Virgo. [29]
Расширенный детектор Virgo
Детектор Advanced Virgo был призван увеличить чувствительность (и расстояние, с которого может быть обнаружен сигнал) в 10 раз, что позволило бы ему исследовать объем Вселенной в 1000 раз больше и повысить вероятность обнаружения гравитационных волн. [17] [30] Он извлек выгоду из опыта, полученного с первоначальным детектором, и технологических достижений. [30]
Детектор Advanced Virgo сохранил ту же вакуумную инфраструктуру, что и первоначальный Virgo, но остальная часть интерферометра была модернизирована. Четыре дополнительных криоловушки были добавлены на обоих концах каждого плеча для улавливания остаточных частиц, поступающих из зеркальных башен. Новые зеркала были больше (350 мм в диаметре, весом 40 кг), и их оптические характеристики были улучшены. Оптические элементы, используемые для управления интерферометром, находятся под вакуумом на подвесных креплениях. Система адаптивной оптики будет установлена для исправления аберраций зеркал на месте . В первоначальном плане ожидалось, что мощность лазера достигнет 200 Вт в окончательной конфигурации. [31]
Advanced Virgo начал процесс ввода в эксплуатацию в 2016 году, присоединившись к двум усовершенствованным детекторам LIGO (aLIGO) 1 августа 2017 года в период наблюдения O2. LIGO и Virgo обнаружили сигнал GW170814 14 августа 2017 года, о котором было сообщено 27 сентября того же года. Это было первое слияние двойных черных дыр, обнаруженное как LIGO, так и Virgo, и первое для Virgo. [32] [33]
GW170817 был обнаружен LIGO и Virgo 17 августа 2017 года. Сигнал, произведенный последними минутами двух нейтронных звезд, сближающихся по спирали и сливающихся , был первым двойным слиянием нейтронных звезд, наблюдаемым и первым наблюдением гравитационных волн, подтвержденным негравитационными средствами. Результирующий гамма-всплеск также был обнаружен, а оптические телескопы позже обнаружили килоновую, соответствующую слиянию. [5] [34]
После дальнейших обновлений Virgo начал свой третий цикл наблюдений (O3) в апреле 2019 года. Планировалось, что он продлится один год [35] , но цикл был завершен досрочно 27 марта 2020 года из-за пандемии COVID-19 [36] .
Модернизации, следующие за O3, являются частью программы Advanced Virgo +, разделенной на две фазы: первая предшествует запуску O4, а вторая предшествует запуску O5. Первая фаза фокусируется на снижении квантового шума путем внедрения более мощного лазера, улучшения сжатия, введенного в O3, и внедрения новой технологии, известной как рециркуляция сигнала; сейсмические датчики также устанавливаются вокруг зеркал. Вторая фаза попытается снизить тепловой шум зеркала путем изменения геометрии лазерного луча для увеличения его размера на зеркалах (распространяя энергию на большую площадь и, таким образом, снижая температуру) и улучшения покрытия зеркал; конечные зеркала будут больше, что потребует усовершенствования подвески. Дальнейшие улучшения для снижения квантового шума также ожидаются на второй фазе, основываясь на изменениях в первой. [37]
Четвертый сеанс наблюдений (O4) должен был начаться в мае 2023 года и должен был продлиться 20 месяцев, включая перерыв на ввод в эксплуатацию продолжительностью до двух месяцев. [6] 11 мая 2023 года Virgo объявил, что не присоединится к началу O4; интерферометр был недостаточно стабилен, чтобы достичь ожидаемой чувствительности, и одно зеркало требовало замены, что потребовало нескольких недель работы. [38] Virgo не присоединился к сеансу O4 во время его первой части (O4a, которая закончилась 16 января 2024 года), поскольку он достиг только пиковой чувствительности 45 Мпк вместо первоначально ожидаемых 80–115 Мпк; он присоединился ко второй части сеанса (O4b), которая началась 10 апреля 2024 года, с чувствительностью 50–55 Мпк. В июне 2024 года было объявлено, что сеанс O4 продлится до 9 июня 2025 года для дальнейшей подготовки к модернизации O5. [6]
Будущее
Детектор снова будет закрыт для модернизации, включая улучшение зеркального покрытия, после запуска O4. Пятый наблюдательный запуск (O5) планируется начать примерно в июне 2027 года. Целевая чувствительность Virgo, первоначально установленная на уровне 150–260 Мпк, пересматривается в свете его производительности во время запуска O4. Планы по запуску O5, как ожидается, будут известны до конца 2024 года. [6]
Никаких официальных планов относительно будущего установок Virgo после периода O5 не было объявлено, хотя были предложены проекты по улучшению детекторов. Текущие планы сотрудничества известны как проект Virgo_nEXT. [39]
Научный случай
Virgo предназначен для поиска гравитационных волн, испускаемых астрофизическими источниками по всей Вселенной, которые можно разделить на три типа: [41]
Транзиентные источники: объекты, которые можно обнаружить только в течение короткого периода. Основными источниками в этой категории являются компактные двойные слияния (CBC) от слияния двойных черных дыр (или нейтронных звезд ), испускающих быстро растущий сигнал, который становится обнаружимым только в последние секунды перед слиянием. Другими возможными источниками короткоживущих гравитационных волн являются сверхновые , нестабильности в компактных системах или экзотические источники, такие как космические струны .
Непрерывные источники, испускающие сигнал, наблюдаемый в течение длительного времени. Главные кандидаты — быстро вращающиеся нейтронные звезды ( пульсары ), которые могут испускать гравитационные волны, если они не идеально сферические (например, если на поверхности есть крошечные «горы»).
Стохастические фоны , тип в целом непрерывного сигнала, рассеянного по большим областям неба, а не из одного источника. Он может состоять из большого числа неразличимых источников из вышеуказанных категорий или происходить из ранних моментов Вселенной.
Обнаружение этих источников является новым способом их наблюдения (часто с другой информацией, чем классические методы, такие как телескопы) и исследования фундаментальных свойств гравитации, таких как поляризация гравитационных волн, [42] возможное гравитационное линзирование , [43] или определение того, правильно ли описываются наблюдаемые сигналы общей теорией относительности. [44] Это также дает способ измерения постоянной Хаббла . [45]
Инструмент
Принцип
В общей теории относительности гравитационная волна представляет собой пространственно-временное возмущение , которое распространяется со скоростью света. Она слегка искривляет пространство-время (изменяя путь света ) и может быть обнаружена с помощью интерферометра Майкельсона , в котором лазер разделен на два луча, движущихся в ортогональных направлениях, отскакивая от зеркала на конце каждого плеча. По мере прохождения гравитационной волны она по-разному изменяет путь двух лучей; затем они рекомбинируются, и полученная интерферометрическая картина измеряется с помощью фотодиода . Поскольку индуцированная деформация чрезвычайно мала, точность положения зеркала, стабильность лазера, измерения и изоляция от внешнего шума имеют важное значение. [47]
Лазерная и инъекционная система
Лазер , источник света эксперимента, должен быть мощным и стабильным по частоте и амплитуде. [48] Чтобы соответствовать этим характеристикам, луч начинается с маломощного стабильного лазера. [49] Свет от лазера проходит через несколько усилителей, которые увеличивают его мощность в 100 раз. Выходная мощность 50 Вт была достигнута для последней конфигурации первоначального детектора Virgo (достигнув 100 Вт во время запуска O3 после модернизации Advanced Virgo), и, как ожидается, будет повышена до 130 Вт в начале запуска O4. [37] Оригинальный детектор Virgo имел систему лазеров «ведущий-ведомый» , где «ведущий» лазер используется для стабилизации мощного «ведомого» лазера; ведущим лазером был лазер Nd:YAG , а ведомым лазером был лазер Nd:YVO4 . [25] Решение для Advanced Virgo заключается в том, чтобы иметь волоконный лазер с каскадом усиления, также изготовленным из волокон, для повышения надежности системы; Его окончательная конфигурация планируется для объединения света двух лазеров для достижения необходимой мощности. [31] [50] Длина волны лазера составляет 1064 нанометра в оригинальной и усовершенствованной конфигурациях Virgo. [37]
Этот лазер отправляется в интерферометр после прохождения через систему инжекции, которая обеспечивает стабильность луча, регулирует его форму и мощность и правильно позиционирует его для входа в интерферометр. Ключевые компоненты системы инжекции включают очиститель входной моды (140-метровая полость для улучшения качества луча путем стабилизации частоты, удаления нежелательного распространения света и снижения эффекта несоосности лазера), изолятор Фарадея, предотвращающий возврат света в лазер, и телескоп согласования мод, который адаптирует размер и положение луча до его входа в интерферометр. [31]
Зеркала
Большие зеркала в каждом плече являются наиболее важной оптикой интерферометра. Они включают два конечных зеркала на концах 3-километровых плеч интерферометра и два входных зеркала около начала плеч. Эти зеркала создают резонансную оптическую полость в каждом плече, в которой свет отражается тысячи раз, прежде чем вернуться в расщепитель луча, максимизируя эффект сигнала на пути лазера [51] и позволяя увеличить мощность света, циркулирующего в плечах. Эти зеркала (разработанные для Virgo) представляют собой цилиндры диаметром 35 см и толщиной 20 см [31] , изготовленные из чистейшего доступного стекла. [52] Зеркала отполированы до атомного уровня, чтобы избежать рассеивания (и потери) света. [53] Затем добавляется отражающее покрытие ( отражатель Брэгга, изготовленный с помощью ионно-лучевого распыления ). Зеркала на концах плеч отражают почти весь входящий свет, при этом при каждом отражении теряется менее 0,002 процента. [54]
В окончательный вариант дизайна вошли еще два зеркала:
Зеркало повторного использования энергии, между лазером и светоделителем . Поскольку большая часть света отражается в сторону лазера после возвращения в светоделитель, это зеркало повторно вводит свет в основной интерферометр и увеличивает мощность в плечах.
Зеркало рециркуляции сигнала на выходе интерферометра повторно вводит часть сигнала в интерферометр (планируется, что пропускание этого зеркала составит 40 процентов) и образует еще одну полость. С небольшими корректировками этого зеркала квантовый шум может быть уменьшен в части полосы частот и увеличен в других местах; это позволяет настраивать интерферометр на определенные частоты. Планируется использовать широкополосную конфигурацию, уменьшая шум на высоких и низких частотах и увеличивая его на промежуточных частотах. Уменьшение шума на высоких частотах представляет особый интерес для изучения сигнала непосредственно перед и после слияния компактных объектов. [37] [16]
Суператтенюаторы
Чтобы смягчить сейсмический шум , который может распространяться до зеркал, встряхивая их и скрывая потенциальные гравитационно-волновые сигналы, зеркала подвешены сложной системой. Главные зеркала подвешены четырьмя тонкими волокнами из кремния [56], которые прикреплены к серии аттенюаторов. Этот суператтенюатор высотой почти восемь метров находится в вакууме. [57] Суператтенюаторы ограничивают возмущения зеркал и позволяют точно управлять положением и ориентацией зеркала. Оптический стол с инжекционной оптикой, используемой для формирования лазерного луча, такой как скамьи, используемые для обнаружения света, также подвешены в вакууме для ограничения сейсмического и акустического шума. В конфигурации Advanced Virgo приборы, используемые для обнаружения гравитационно-волновых сигналов и управления интерферометром ( фотодиоды , камеры и связанная с ними электроника), установлены на нескольких скамьях, подвешенных в вакууме. [31]
Конструкция суператтенюатора основана на пассивном ослаблении сейсмического шума, достигаемом путем соединения нескольких маятников , каждый из которых является гармоническим осциллятором . Они имеют резонансную частоту (уменьшающуюся с длиной маятника), выше которой шум будет заглушен; соединение нескольких маятников снижает шум на двенадцать порядков, вводя резонансные частоты, которые выше, чем у одного длинного маятника. [58] Самая высокая резонансная частота составляет около 2 Гц, обеспечивая существенное снижение шума, начиная с 4 Гц [31] и достигая уровня, необходимого для обнаружения гравитационных волн около 10 Гц. Система ограничена тем, что шум в полосе резонансных частот (ниже 2 Гц) не фильтруется и может генерировать большие колебания; это смягчается активной системой демпфирования, включая датчики, измеряющие сейсмический шум, и приводы, управляющие суператтенюатором для противодействия шуму. [58]
Система обнаружения
Часть света в полостях плеча направляется в систему обнаружения с помощью светоделителя. Интерферометр работает вблизи «темной полосы», при этом очень мало света направляется в сторону выхода; большая часть отправляется обратно на вход, чтобы быть собранной зеркалом повторного использования мощности. Часть этого света отражается обратно зеркалом повторного использования сигнала, а остальная часть собирается системой обнаружения. Сначала он проходит через очиститель выходной моды, который фильтрует «моды высокого порядка» (свет, распространяющийся нежелательным образом, как правило, из-за небольших дефектов в зеркалах) [59] перед тем, как достичь фотодиодов , которые измеряют интенсивность света. Очиститель выходной моды и фотодиоды подвешены в вакууме. [30]
В ходе эксперимента O3 был введен источник сжатого вакуума для снижения квантового шума, который является одним из основных ограничений чувствительности. При замене стандартного вакуума на сжатый вакуум флуктуации величины уменьшаются за счет увеличения флуктуаций другой величины из-за принципа неопределенности Гейзенберга . В Virgo величинами являются амплитуда и фаза света. Сжатый вакуум был предложен в 1981 году Карлтоном Кейвсом на заре гравитационно-волновых детекторов. [61] В ходе эксперимента O3 было реализовано частотно-независимое сжатие; сжатие одинаково на всех частотах, что снижает дробовой шум (доминирующий на высоких частотах) и увеличивает шум давления излучения (доминирующий на низких частотах и не ограничивающий чувствительность прибора). [62] Благодаря добавлению инжекции сжатого вакуума квантовый шум был снижен на 3,2 дБ на высоких частотах, а диапазон детектора был увеличен на пять-восемь процентов. [63] Более сложные сжатые состояния производятся [64] путем объединения технологии O3 с новым 285-метровым резонатором фильтра. Эта технология, известная как частотно-зависимое сжатие , помогает уменьшить дробовой шум на высоких частотах (где шум давления излучения не имеет значения) и уменьшить шум давления излучения на низких частотах (где дробовой шум низок). [65] [66]
Инфраструктура
С воздуха детектор Virgo имеет форму буквы «L» с двумя перпендикулярными плечами длиной 3 км. В «туннелях» плеч находятся трубы, по которым лазерные лучи перемещаются в вакууме. Virgo — крупнейшая в Европе сверхвысоковакуумная установка объемом 6800 кубических метров. [67] Два 3-километровых плеча изготовлены из длинной стальной трубы диаметром 1,2 м, в которой целевое остаточное давление составляет около одной тысячной миллиардной атмосферы ( что в 100 раз лучше, чем у исходного уровня Virgo). Молекулы остаточного газа, в основном водород и вода, оказывают ограниченное влияние на путь лазерных лучей. [31] Большие задвижки находятся на обоих концах плеч, поэтому работа может выполняться в башнях зеркального вакуума, не нарушая сверхвысокий вакуум плеча. Башни, содержащие зеркала и аттенюаторы, разделены на две секции с разным давлением. [68] Трубки подвергаются процессу, известному как обжиг, в ходе которого они нагреваются до 150 °C для удаления нежелательных частиц с их поверхностей; хотя башни также обжигались в первоначальной конструкции Virgo, теперь для предотвращения загрязнения используются криогенные ловушки. [31]
Из-за высокой мощности интерферометра его зеркала восприимчивы к эффектам нагрева, вызванным лазером (несмотря на крайне низкое поглощение ). Эти эффекты могут вызвать деформацию поверхности из-за расширения или изменения показателя преломления подложки , что приводит к выходу мощности из интерферометра и возмущениям сигнала. Эти эффекты учитываются системой термокомпенсации (TCS), которая включает датчики волнового фронта Гартмана (HWS) [ 69] для измерения оптической аберрации через вспомогательный источник света и два привода : лазеры CO2 ( которые нагревают части зеркала для исправления дефектов) и кольцевые нагреватели, которые регулируют радиус кривизны зеркала . Система также исправляет «холодные дефекты»: постоянные дефекты, внесенные во время изготовления зеркала. [70] [31] Во время запуска O3 TCS увеличила мощность внутри интерферометра на 15 процентов и уменьшила мощность, покидающую интерферометр, в два раза. [71]
Другим важным компонентом является система управления рассеянным светом (любой свет, покидающий обозначенный путь интерферометра) путем рассеивания на поверхности или нежелательного отражения. Рекомбинация рассеянного света с основным лучом интерферометра может быть значительным источником шума, который часто трудно отслеживать и моделировать. Большинство усилий по уменьшению рассеянного света основаны на поглощающих пластинах (известных как перегородки), размещенных вблизи оптики и внутри трубок; необходимы дополнительные меры предосторожности, чтобы перегородки не влияли на работу интерферометра. [73] [74] [67]
Калибровка необходима для оценки реакции детектора на гравитационные волны и правильной реконструкции сигнала. Она включает в себя контролируемое перемещение зеркал и измерение результата. В начальную эру Virgo это в основном достигалось путем встряхивания маятника, на котором зеркало подвешено с помощью катушек, чтобы создать магнитное поле , взаимодействующее с магнитами, закрепленными на маятнике. [75] Эта техника использовалась до O2. Для O3 основным методом калибровки была фотонная калибровка (PCal); это был вторичный метод проверки результатов с использованием вспомогательного лазера для смещения зеркала с помощью давления излучения . [76] [77] Метод, известный как ньютоновская калибровка (NCal), был введен в конце O2 для проверки результатов Pcal; он полагается на гравитацию для перемещения зеркала, помещая вращающуюся массу на определенном расстоянии от него. [78] [77] В начале второй части O4 Ncal стал основным методом калибровки, поскольку он работал лучше, чем Pcal; Pcal по-прежнему используется для проверки результатов Ncal и исследования более высоких частот, которые недоступны для Ncal. [72]
Инструмент требует эффективной системы сбора данных, которая управляет данными, измеренными на выходе интерферометра и с датчиков на месте, записывая их в файлы и распределяя файлы для анализа данных. Для Virgo были разработаны специальные аппаратные и программные средства. [79]
Шум и чувствительность
Источники шума
Детектор Virgo чувствителен к нескольким источникам шума , которые ограничивают его способность обнаруживать сигналы гравитационных волн. Некоторые из них имеют большие диапазоны частот и ограничивают общую чувствительность детектора, [81] [67], например:
сейсмический шум (любое движение грунта от таких источников, как волны в Средиземном море, ветер или деятельность человека), как правило, на низких частотах до примерно 10 Герц (Гц)
Тепловой шум зеркал и их подвесных тросов, соответствующий возмущению зеркала или подвеса от собственной температуры, от нескольких десятков до нескольких сотен Гц
квантовый шум , который включает в себя дробовой шум лазера, соответствующий флуктуации мощности, принимаемой фотодиодами и актуальный выше нескольких сотен Гц, а также шум давления излучения , соответствующий давлению лазера на зеркало (актуальный на низкой частоте)
Ньютоновский шум, вызванный небольшими колебаниями гравитационного поля Земли, которые влияют на положение зеркала; актуален ниже 20 Гц
В дополнение к этим широким источникам шума, другие могут влиять на определенные частоты. Они включают источник на 50 Гц (и гармоники на 100, 150 и 200 Гц), соответствующий частоте европейской электросети ; «скрипичные моды» на 300 Гц (и несколько гармоник), соответствующие резонансной частоте подвесных волокон (которые могут вибрировать на определенной частоте, как струны скрипки); и калибровочные линии, появляющиеся при перемещении зеркал для калибровки. [82] [83]
Дополнительные источники шума могут иметь краткосрочное воздействие; плохая погода или землетрясения могут временно увеличить уровень шума. [67] Кратковременные артефакты могут появляться в данных из-за многих возможных инструментальных проблем и обычно называются «сбоями». По оценкам, около 20 процентов обнаруженных событий подвержены влиянию сбоев, требующих специальных методов обработки данных для смягчения их воздействия. [84]
Чувствительность детектора
Чувствительность зависит от частоты и обычно представляется в виде кривой, соответствующей спектру мощности шума (или амплитудному спектру, квадратному корню из спектра мощности); чем ниже кривая, тем выше чувствительность. Virgo — широкополосный детектор, чувствительность которого варьируется от нескольких Гц до 10 кГц; кривая чувствительности Virgo 2011 года построена в двойном логарифмическом масштабе . [86]
Наиболее распространенной мерой чувствительности детектора гравитационных волн является расстояние горизонта, определяемое как расстояние, на котором двойная нейтронная звезда с массой 1,4 M ☉ –1,4 M ☉ (где M ☉ – масса Солнца ) создает отношение сигнал/шум 8 в детекторе. Обычно оно выражается в мегапарсеках. [87] Диапазон для Девы во время запуска O3 составлял от 40 до 50 Мпк. [6] Этот диапазон является индикатором, а не максимальным диапазоном для детектора; сигналы от более массивных источников будут иметь большую амплитуду и могут быть обнаружены с большего расстояния. [88]
Расчеты показывают, что чувствительность детектора примерно масштабируется как , где - длина плеча-полости и мощность лазера на делителе луча. Чтобы улучшить ее, эти величины должны быть увеличены. Это достигается с помощью длинных плеч, оптических полостей внутри плеча для максимизации воздействия сигнала и повторного использования мощности для увеличения мощности в плечах. [81] [89]
Анализ данных
Важная часть ресурсов сотрудничества Virgo посвящена разработке и развертыванию программного обеспечения для анализа данных, предназначенного для обработки выходных данных детектора. Помимо программного обеспечения для сбора данных и инструментов для распространения данных, усилия разделяются с членами сотрудничества LIGO и KAGRA в рамках сотрудничества LIGO-Virgo-KAGRA (LVK). [90]
Данные с детектора изначально доступны только членам LVK. Сегменты данных, окружающих обнаруженные события, публикуются при публикации соответствующей статьи, а полные данные публикуются после периода конфиденциальности (в настоящее время 18 месяцев). Во время третьего сеанса наблюдений (O3) это привело к двум отдельным выпускам данных (O3a и O3b), соответствующим первым и последним шести месяцам сеанса. [91] Затем данные становятся общедоступными на платформе Gravitational Wave Open Science Center (GWOSC). [92] [93]
Анализ данных требует различных методов, нацеленных на различные типы источников. Большая часть усилий направлена на обнаружение и анализ слияний компактных объектов, единственного типа источника, обнаруженного до сих пор. Аналитическое программное обеспечение запускает данные в поисках этого типа событий, а для оповещения онлайн-сообщества используется специальная инфраструктура. [94] Другие усилия предпринимаются после периода сбора данных (офлайн), включая поиск непрерывных источников, [95] стохастического фона , [96] или более глубокий анализ обнаруженных событий. [94]
Научные результаты
Virgo впервые обнаружила гравитационный сигнал во время второго сеанса наблюдений (O2) «продвинутой» эры; во время первого сеанса наблюдений работали только детекторы LIGO. Событие, названное GW170814 , было слиянием двух черных дыр. Это было первое событие, обнаруженное тремя разными детекторами, что позволило значительно улучшить локализацию по сравнению с событиями из первого сеанса наблюдений. Оно также позволило провести первое окончательное измерение поляризации гравитационных волн , предоставив доказательства против поляризаций, отличных от тех, которые предсказывает общая теория относительности. [32]
Вскоре за ним последовало более известное событие GW170817 , первое слияние двух нейтронных звезд, обнаруженное гравитационно-волновой сетью, и (к октябрю 2024 года) единственное событие с подтвержденным обнаружением электромагнитного аналога в гамма-лучах , оптических телескопах, радио- и рентгеновских областях. Сигнала в Деве не наблюдалось, но это отсутствие имело решающее значение для более строгого ограничения локализации события. [5] Это событие, в котором участвовало более 4000 астрономов, [97] улучшило понимание слияний нейтронных звезд [98] и наложило жесткие ограничения на скорость гравитации . [99]
Несколько поисков непрерывных гравитационных волн были выполнены на основе данных прошлых запусков. Поиски O3-запуска включают поиск по всему небу, [100] целевые поиски в направлении Scorpius X-1 [101] и нескольких известных пульсаров (включая пульсары Crab и Vela ), [102] [103] и направленный поиск в направлении остатков сверхновой Cassiopeia A и Vela Jr. [104] и Галактического центра . [105] Хотя ни один из поисков не идентифицировал сигнал, это позволило установить верхние пределы для некоторых параметров; в частности, было обнаружено, что отклонение от идеально вращающихся шаров для близких известных пульсаров составляет (максимум) 1 мм. [100]
Дева была включена в последний поиск гравитационно-волнового фона с LIGO, объединив результаты O3 с запусками O1 и O2 (которые использовали только данные LIGO). Стохастический фон не наблюдался, что улучшило предыдущие ограничения на энергию фона на порядок величины . [106]
Сотрудничество Virgo участвует в нескольких мероприятиях, способствующих коммуникации и образованию о гравитационных волнах для широкой общественности. [107] Одним из важных видов деятельности является организация экскурсий по объектам Virgo для школ, университетов и общественности; [108] однако, многие из информационно-просветительских мероприятий проводятся за пределами площадки Virgo. Это включает в себя публичные лекции и курсы о деятельности Virgo [107] и участие в научных фестивалях, [109] [110] [111] которые разрабатывают методы и устройства для общественного понимания гравитационных волн и связанных с ними тем. Сотрудничество участвует в нескольких художественных проектах, начиная от визуальных проектов, таких как «Ритм пространства» в Museo della Grafica в Пизе [112] и «В эфире» в Palais de Tokyo [113] до концертов. [114] Оно включает в себя мероприятия, способствующие гендерному равенству в науке, подчеркивая женщин, работающих в Virgo, в коммуникациях с широкой общественностью. [115]
Галерея
Обзор сайта Virgo
Вид детектора с воздуха
Северный рукав длиной 3 км
(Спереди) Здание диспетчерской детекторов и локальный компьютерный центр
Центральное здание, в котором размещены лазер и светоделительное зеркало
Полость очистителя мод (слева, фильтрующая лазерный луч) и западное плечо
Ссылки
^ ab "Наша миссия". www.ego-gw.it . Европейская гравитационная обсерватория . Получено 11 октября 2023 г. .
^ ab "The Virgo Collaboration". virgo-gw.eu . The Virgo Collaboration. 18 февраля 2021 г. . Получено 11 октября 2023 г. .
^ ab "LIGO-M060038-v5: Меморандум о взаимопонимании (MoU) между VIRGO и LIGO". dcc.ligo.org . Получено 4 июля 2023 г. .
^ "Интерферометр Virgo для обнаружения гравитационных волн". eoPortal . 1 апреля 2019 г. Получено 26 июля 2024 г.
^ abc Abbott, BP; Abbott, R.; Abbott, TD; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, RX; Adya, VB; Affeldt, C.; Afrough, M.; Agarwal, B.; Agathos, M.; Agatsuma, K. (16 октября 2017 г.). "Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger". The Astrophysical Journal . 848 (2): L12. arXiv : 1710.05833 . Bibcode : 2017ApJ...848L..12A. doi : 10.3847/2041-8213/aa91c9 . ISSN 2041-8213. S2CID 217162243.
^ abcde "IGWN | Планы наблюдений". observation.docs.ligo.org . Получено 16 января 2024 г. .
^ "Communique de presse – Le CNRS signe l'accord franco-italien de création du consortium EGO European Gravitational Observatory" [Пресс-релиз - CNRS подписывает франко-итальянское соглашение о создании консорциума EGO (Европейская гравитационная обсерватория).]. Cnrs.fr (на французском языке). Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Получено 11 февраля 2016 года .
^ "Детекторы гравитационных волн готовятся к следующему сеансу наблюдений – Virgo". www.virgo-gw.eu . Получено 4 мая 2023 г.
^ "The Virgo Institutions". virgo-gw.eu . The Virgo Collaboration . Получено 11 октября 2023 г. .
^ "Научное сотрудничество – Дева". www.virgo-gw.eu . Получено 31 марта 2023 г. .
^ "LIGO Scientific Collaboration - Узнайте о LSC". www.ligo.org . Получено 31 марта 2023 г. .
^ "KAGRA присоединится к LIGO и Virgo в поисках гравитационных волн". Лаборатория LIGO | Caltech . Получено 4 июля 2023 г.
^ "История Девы". Дева . Получено 1 октября 2024 г.
^ Эйнштейн, Альберт (1 января 1916 г.). «Näherungsweise Integration der Feldgleichungen der Gravitation» [Аппроксимативное интегрирование полевых уравнений гравитации]. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften (Протокол Королевской прусской академии наук) (на немецком языке): 688–696. Бибкод : 1916SPAW.......688E.
^ Вебер, Дж. (3 июня 1968 г.). «События детектора гравитационных волн». Physical Review Letters . 20 (23): 1307–1308. Bibcode : 1968PhRvL..20.1307W. doi : 10.1103/PhysRevLett.20.1307.
^ аб Берсанетти, Диего; Патриселли, Барбара; Пиччинни, Орнелла Джулиана; Пьерджованни, Франческо; Салеми, Франческо; Секино, Валерия (август 2021 г.). «Продвинутая Дева: состояние детектора, последние результаты и перспективы». Вселенная . 7 (9): 322. Бибкод : 2021Унив....7..322Б. дои : 10.3390/universe7090322 . hdl : 11568/1161730 . ISSN 2218-1997.
^ аб Джазотто, Адальберто (2018). La musica nascosta dell'universo: La mia vita a caccia delle onde gravitazionali [ Скрытая музыка Вселенной: моя жизнь в погоне за гравитационными волнами ] (на итальянском языке). Турин: Эйнауди. АСИН B07FY52PGV. Бибкод : 2018lmnd.book.....G.
^ Джазотто, Адальберто; Милан, Леопольдо; Бордони, Франко; Брилье, Ален ; Турренк, Филипп (12 мая 1987 г.). Proposta di Antenna interferometrica a grande base per la richerca di Onde Gravitazionali [ Предложение об интерферометрической антенне с длинными плечами для поиска гравитационных волн ] (PDF) . ego-gw.it (Технический отчет) (на итальянском языке).
^ Caron, B.; Dominjon, A.; Drezen, C.; Flaminio, R.; Grave, X.; Marion, F.; Massonnet, L.; Mehmel, C.; Morand, R.; Mours, B.; Yvert, M.; Babusci, D.; Giordano, G.; Matone, G.; Mackowski, J. -M. (1 мая 1996 г.). "Статус эксперимента VIRGO". Nuclear Physics B - Дополнения к трудам . Труды Четвертого международного семинара по теоретическим и феноменологическим аспектам подземной физики. 48 (1): 107–109. Bibcode :1996NuPhS..48..107C. doi :10.1016/0920-5632(96)00220-4. ISSN 0920-5632.
^ JM Weisberg и JH Taylor (2004). "Релятивистский двойной пульсар B1913+16: тридцать лет наблюдений и анализа". Серия конференций ASP . 328 : 25. arXiv : astro-ph/0407149 . Bibcode : 2005ASPC..328...25W.
^ Райлз, К. (2013). «Гравитационные волны: источники, детекторы и поиски». Прогресс в физике элементарных частиц и ядерной физике . 68 : 1–54. arXiv : 1209.0667 . Bibcode : 2013PrPNP..68....1R. doi : 10.1016/j.ppnp.2012.08.001. S2CID 56407863.
^ Sathyaprakash и, BS; Schutz, Bernard F. (2009). "Физика, астрофизика и космология с гравитационными волнами". Living Reviews in Relativity . 12 (1): 2. arXiv : 0903.0338 . Bibcode : 2009LRR....12....2S. doi : 10.12942/lrr-2009-2 . PMC 5255530. PMID 28163611 .
^ Уильямс, Мэтт (28 сентября 2017 г.). «Обсерватории LIGO и Virgo обнаруживают столкновение черных дыр». Universe Today . Получено 21 октября 2024 г.
^ "Virgo – Европейская гравитационная обсерватория | Физический факультет". df.units.it . Получено 21 октября 2024 г. .
^ ab Acernese, F.; Amico, P.; Al-Shourbagy, M.; Aoudia, S.; Avino, S.; et al. (август 2004 г.). «Статус VIRGO». 5-е встречи по физике элементарных частиц и астрофизике во Вьетнаме . Ханой, Вьетнам: 1–6 – через HAL.
^ «Ondes gravitationnelles: Virgo entre dans saphase d'exploitation scientifique – Communiqués et dossiers de presse» [Гравитационные волны: Virgo вступает в фазу научной эксплуатации – Пресс-релизы и сообщения] (PDF) . Cnrs.fr (на французском языке) . Проверено 21 февраля 2024 г.
^ Аккадия, Т.; Ачернезе, Ф.; Альшурбаги, М.; Амико, П.; Антонуччи, Ф.; Аудиа, С.; Арно, Н.; Арно, К.; Арун, КГ; Астон, П.; Авино, С.; Бабушки, Д.; Баллардин, Г.; Барон, Ф.; Барранд, Г.; Барсотти, Л .; Барсуглия, М.; Басти, А.; Бауэр, Т.С.; Бовиль, Ф.; Бебронн, М.; Бейгер, М.; Бекер, МГ; Беллачия, Ф.; Бельтуаль, А.; Бени, Дж.Л.; Бернардини, М.; Биготта, С.; Бильо, Р.; и др. (29 марта 2012 г.). «Дева: лазерный интерферометр для обнаружения гравитационных волн». Журнал приборостроения . 7 (3): 03012. Библиографический код : 2012JInst...7.3012A. doi : 10.1088/1748-0221/7/03/P03012 .
^ Лоренцини, Маттео (апрель 2010 г.). «Монолитная подвеска для интерферометра Virgo». Классическая и квантовая гравитация . 27 (8): 084021. Bibcode : 2010CQGra..27h4021L. doi : 10.1088/0264-9381/27/8/084021. S2CID 123269358.
^ The Virgo Collaboration (2011). "Статус проекта Virgo" (PDF) . Классическая и квантовая гравитация . 28 (11): 114002. Bibcode : 2011CQGra..28k4002A. doi : 10.1088/0264-9381/28/11/114002. S2CID 59369141.
^ abcdefghi Многие авторы Virgo Collaboration (13 апреля 2012 г.). Advanced Virgo Technical Design Report VIR–0128A–12 (PDF) .
^ ab Abbott, BP; Abbott, R.; Abbott, TD; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, RX; Adya, VB; Affeldt, C.; Afrough, M.; Agarwal, B.; Agathos, M.; Agatsuma, K. (6 октября 2017 г.). "GW170814: наблюдение гравитационных волн от слияния двойной черной дыры с помощью трех детекторов". Physical Review Letters . 119 (14): 141101. arXiv : 1709.09660 . Bibcode : 2017PhRvL.119n1101A. doi : 10.1103/PhysRevLett.119.141101. ISSN 0031-9007. PMID 29053306. S2CID 46829350.
^ Гибни, Элизабет (27 сентября 2017 г.). «Европейский детектор засек свою первую гравитационную волну». Nature . Получено 21 февраля 2024 г. .
^ Abbott, BP; Abbott, R.; Abbott, TD; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, RX; Adya, VB; Affeldt, C.; Afrough, M.; Agarwal, B.; Agathos, M. (28 февраля 2018 г.). "GW170817: Последствия для стохастического гравитационно-волнового фона из компактных бинарных слияний". Physical Review Letters . 120 (9): 091101. arXiv : 1710.05837 . Bibcode : 2018PhRvL.120i1101A. doi : 10.1103/PhysRevLett.120.091101. PMID 29547330. S2CID 3889124.
^ Берсанетти, Диего (13 июля 2019 г.). «Состояние детектора гравитационных волн Virgo и наблюдательного цикла O3 — EPS-HEP2019». cern.ch . Получено 29 февраля 2024 г.
^ "LIGO приостанавливает третий сеанс наблюдений (O3)". Лаборатория LIGO | Caltech . Получено 16 апреля 2023 г. .
^ abcde Flaminio, Raffaele (13 декабря 2020 г.). «Статус и планы детектора гравитационных волн Virgo». В Marshall, Heather K.; Spyromilio, Jason; Usuda, Tomonori (ред.). Ground-based and Airborne Telescopes VIII (PDF) . SPIE Conference Series. Vol. 11445. SPIE . pp. 205–214. Bibcode :2020SPIE11445E..11F. doi :10.1117/12.2565418. ISBN9781510636774. S2CID 230549331.
^ "Virgo откладывает вход в программу наблюдений O4 – Virgo". www.virgo-gw.eu . Получено 13 мая 2023 г. .
^ Сотрудничество Virgo (31 мая 2022 г.). Virgo nEXT: за пределами проекта AdV+ - Концептуальное исследование (PDF) . ego-gw.it (Технический отчет).
^ "Источники и типы гравитационных волн". Веб-сайт LIGO . Получено 21 октября 2024 г.
^ "Астрофизические источники гравитационных волн". Дева . Получено 17 мая 2024 г.
^ Эрдли, Дуглас М.; Ли, Дэвид Л.; Лайтман, Алан П.; Вагонер, Роберт В.; Уилл, Клиффорд М. (30 апреля 1973 г.). «Наблюдения гравитационных волн как инструмент для проверки релятивистской гравитации». Physical Review Letters . 30 (18): 884–886. Bibcode : 1973PhRvL..30..884E. doi : 10.1103/PhysRevLett.30.884. hdl : 2060/19730012613 . S2CID 120335306.
^ Эбботт, Р.; и др. (2021). «Поиск признаков линзирования в гравитационно-волновых наблюдениях первой половины третьего наблюдательного забега LIGO–Virgo». The Astrophysical Journal . 923 (1): 14. arXiv : 2105.06384 . Bibcode :2021ApJ...923...14A. doi : 10.3847/1538-4357/ac23db . S2CID 234482851.
^ Ван Ден Брок, Крис (2014). «Исследование динамических пространств-времен с помощью гравитационных волн». В Ashtekar, Abhay ; Petkov, Vesselin (ред.). Springer Handbook of Spacetime . Springer Handbooks. Берлин, Гейдельберг: Springer. стр. 589–613. arXiv : 1301.7291 . Bibcode :2014shst.book..589V. doi :10.1007/978-3-642-41992-8_27. ISBN978-3-642-41992-8. S2CID 119242493 . Получено 23 апреля 2023 г. .
^ ab Научное сотрудничество LIGO; сотрудничество Virgo; сотрудничество KAGRA; Abbott, R.; Abe, H.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adhikari, N.; Adhikari, RX; Adkins, VK; Adya, VB; Affeldt, C.; Agarwal, D.; Agathos, M.; Agatsuma, K. (2023). "Ограничения на историю космического расширения из GWTC–3". The Astrophysical Journal . 949 (2): 76. arXiv : 2111.03604 . Bibcode :2023ApJ...949...76A. doi : 10.3847/1538-4357/ac74bb . S2CID 243832919.
^ "Что такое интерферометр?". Веб-сайт LIGO . Получено 21 октября 2024 г.
^ Вине, Жан-Ив; Сотрудничество Virgo (2006). Книга по физике VIRGO, том II (PDF) . стр. 19.
^ Ф. Бонду и др. (1996). «Лазер сверхвысокой спектральной чистоты для эксперимента VIRGO». Optics Letters . 21 (8): 582–4. Bibcode : 1996OptL...21..582B. doi : 10.1364/OL.21.000582. PMID 19876090.
^ Ф. Бонду и др. (2002). "Система инъекций VIRGO" (PDF) . Классическая и квантовая гравитация . 19 (7): 1829–1833. Bibcode : 2002CQGra..19.1829B. doi : 10.1088/0264-9381/19/7/381. S2CID 250902832.
^ Вэй, Ли-Вэй (3 декабря 2015 г.). Мощная лазерная система для усовершенствованного детектора гравитационных волн Virgo: когерентно объединенные задающие генераторы волоконных усилителей мощности (диссертация на соискание ученой степени доктора философии). Университет Ниццы София Антиполис.
^ "Оптическая схема – Дева". www.virgo-gw.eu . Получено 5 марта 2023 г. .
^ J. Degallaix (2015). «Кремний, тестовый массовый субстрат завтрашнего дня?» (PDF) . Следующие детекторы для гравитационно-волновой астрономии . Архивировано из оригинала (PDF) 8 декабря 2015 года . Получено 16 декабря 2015 года .
^ Р. Боннанд (2012). Усовершенствованный детектор гравитационных волн Virgo/ Исследование оптической конструкции и разработки зеркал (PhD) (на французском языке). Университет Клода Бернара – Лион I.
^ R Flaminio; et al. (2010). "Исследование механических и оптических потерь покрытия с учетом снижения теплового шума зеркал в детекторах гравитационных волн" (PDF) . Classical and Quantum Gravity . 27 (8): 084030. Bibcode :2010CQGra..27h4030F. doi :10.1088/0264-9381/27/8/084030. S2CID 122750664.
^ Boschi, Valerio (1 марта 2019 г.). «Сейсмическая изоляция в усовершенствованном детекторе гравитационных волн Virgo». Журнал Акустического общества Америки . 145 (3_Supplement): 1668. Bibcode : 2019ASAJ..145.1668B. doi : 10.1121/1.5101119. ISSN 0001-4966. S2CID 150337668.
^ M. Lorenzini & Virgo Collaboration (2010). "Монолитная подвеска для интерферометра Virgo". Классическая и квантовая гравитация . 27 (8): 084021. Bibcode :2010CQGra..27h4021L. doi :10.1088/0264-9381/27/8/084021. S2CID 123269358.
^ ab Beker, MG; Blom, M.; van den Brand, JFJ; Bulten, HJ; Hennes, E.; Rabeling, DS (1 января 2012 г.). «Технология сейсмического ослабления для усовершенствованного детектора гравитационных волн Virgo». Physics Procedia . Труды 2-й Международной конференции по технологиям и приборостроению в физике элементарных частиц (TIPP 2011). 37 : 1389–1397. Bibcode :2012PhPro..37.1389B. doi : 10.1016/j.phpro.2012.03.741 . ISSN 1875-3892.
^ Beauville, F; Buskulic, D; Derome, L; Dominjon, A; Flaminio, R; Hermel, R; Marion, F; Masserot, A; Massonnet, L; Mours, B; Moreau, F; Mugnier, P; Ramonet, J; Tournefier, E; Verkindt, D (7 мая 2006 г.). «Улучшение дробового шума детектора гравитационных волн лазерного интерферометра с помощью очистителя выходных мод». Classical and Quantum Gravity . 23 (9): 3235–3250. Bibcode : 2006CQGra..23.3235B. doi : 10.1088/0264-9381/23/9/030. ISSN 0264-9381. S2CID 123072147.
^ "Instruments_Laser&optics". Сотрудничество Virgo . Получено 21 октября 2024 г.
^ Кейвс, Карлтон М. (15 апреля 1981 г.). «Квантово-механический шум в интерферометре». Physical Review D. 23 ( 8): 1693–1708. Bibcode : 1981PhRvD..23.1693C. doi : 10.1103/PhysRevD.23.1693.
^ Сотрудничество Virgo; Acernese, F.; Agathos, M.; Aiello, L.; Ain, A.; Allocca, A.; Amato, A.; Ansoldi, S.; Antier, S.; Arène, M.; Arnaud, N.; Ascenzi, S.; Astone, P.; Aubin, F.; Babak, S. (22 сентября 2020 г.). "Квантовое обратное действие на зеркалах килограммового масштаба: наблюдение шума давления излучения в усовершенствованном детекторе Virgo". Physical Review Letters . 125 (13): 131101. Bibcode : 2020PhRvL.125m1101A. doi : 10.1103/PhysRevLett.125.131101 . hdl : 11390/1193696 . PMID 33034506. S2CID 222235425.
^ Virgo Collaboration; Acernese, F.; Agathos, M.; Aiello, L.; Allocca, A.; Amato, A.; Ansoldi, S.; Antier, S.; Arène, M.; Arnaud, N.; Ascenzi, S.; Astone, P.; Aubin, F.; Babak, S.; Bacon, P. (5 декабря 2019 г.). «Увеличение астрофизического охвата усовершенствованного детектора Virgo с помощью применения сжатых вакуумных состояний света». Physical Review Letters . 123 (23): 231108. Bibcode : 2019PhRvL.123w1108A. doi : 10.1103/PhysRevLett.123.231108 . hdl : 11585/709335 . PMID 31868444. S2CID 209446443.
^ Virgo Collaboration; Acernese, F.; Agathos, M.; Ain, A.; Albanesi, S.; Alléné, C.; Allocca, A.; Amato, A.; Amra, C.; Andia, M.; Andrade, T.; Andres, N.; Andrés-Carcasona, M.; Andrić, T.; Ansoldi, S. (25 июля 2023 г.). "Частотно-зависимый сжатый вакуумный источник для усовершенствованного гравитационно-волнового детектора Virgo". Physical Review Letters . 131 (4): 041403. Bibcode : 2023PhRvL.131d1403A. doi : 10.1103/PhysRevLett.131.041403 . hdl : 11568/1196710 . PMID 37566847. S2CID 260185660.
^ Чжао, Юхан; Аритоми, Наоки; Капокаса, Элеонора; Леонарди, Маттео; Эйзенманн, Марк; Го, Юэфан; Полини, Элеонора; Томура, Акихиро; Арай, Кодзи; Асо, Йоичи; Хуан, Яо-Чин; Ли, Рэй-Куанг; Люк, Харальд; Миякава, Осаму; Прат, Пьер (28 апреля 2020 г.). «Частотозависимый источник сжатого вакуума для широкополосного подавления квантового шума в усовершенствованных детекторах гравитационных волн». Письма о физических отзывах . 124 (17): 171101. arXiv : 2003.10672 . Бибкод : 2020PhRvL.124q1101Z. doi : 10.1103/PhysRevLett.124.171101. PMID 32412296. S2CID 214623227.
^ Polini, E (1 августа 2021 г.). «Широкополосное квантовое шумоподавление с помощью частотно-зависимого сжатия для Advanced Virgo Plus». Physica Scripta . 96 (8): 084003. Bibcode : 2021PhyS...96h4003P. doi : 10.1088/1402-4896/abfef0. ISSN 0031-8949. S2CID 235285860.
^ abcd "Fighting Noises – Virgo". www.virgo-gw.eu . Получено 21 февраля 2023 г. .
^ Обзор вакуумной системы VIRGO, А.Паскуалетти https://workarea.ego-gw.it/ego2/virgo/advanced-virgo/vac/varies/Virgo_Vacuum_system_Overview_r2.pdf
^ Келли, Ту-Лан; Вейтч, Питер Дж.; Брукс, Эйдан Ф.; Мунк, Джеспер (20 февраля 2007 г.). «Точное и прецизионное оптическое тестирование с помощью дифференциального датчика волнового фронта Гартмана». Applied Optics . 46 (6): 861–866. Bibcode :2007ApOpt..46..861K. doi :10.1364/AO.46.000861. hdl : 2440/43095 . ISSN 2155-3165. PMID 17279130.
^ Rocchi, A; Coccia, E; Fafone, V; Malvezzi, V; Minenkov, Y; Sperandio, L (1 июня 2012 г.). "Тепловые эффекты и их компенсация в Advanced Virgo". Journal of Physics: Conference Series . 363 (1): 012016. Bibcode : 2012JPhCS.363a2016R. doi : 10.1088/1742-6596/363/1/012016 . ISSN 1742-6596. S2CID 122763506.
^ Нардеккья, Илария (2022). «Обнаружение гравитационных волн с помощью Advanced Virgo». Галактики . 10 (1): 28. Bibcode : 2022Galax..10...28N. doi : 10.3390/galaxies10010028 . ISSN 2075-4434.
^ ab Aubin, Florian; Dangelser, Eddy; Estevez, Dimitri; Masserot, Alain; Mours, Benoît; Pradier, Thierry; Syx, Antoine; Van Hove, Pierre (6 сентября 2024 г.). "Ньютоновская система калибровки Virgo для наблюдательного цикла O4". arXiv : 2406.10028 [gr-qc].
^ Вине, Жан-Ив; Бриссон, Виолет; Браччини, Стефано; Ферранте, Исидоро; Пинар, Лоран; Бондю, Франсуа; Турнье, Эрик (15 ноября 1997 г.). «Рассеянный световой шум в интерферометрических детекторах гравитационных волн: статистический подход». Physical Review D. 56 ( 10): 6085–6095. Bibcode : 1997PhRvD..56.6085V. doi : 10.1103/PhysRevD.56.6085.
^ Вине, Жан-Ив; Бриссон, Виолет; Браччини, Стефано (15 июля 1996 г.). «Рассеянный световой шум в гравитационно-волновых интерферометрических детекторах: когерентные эффекты». Physical Review D. 54 ( 2): 1276–1286. Bibcode : 1996PhRvD..54.1276V. doi : 10.1103/PhysRevD.54.1276. PMID 10020804.
^ Accadia, T; Acernese, F; Antonucci, F; Astone, P; Ballardin, G; Barone, F; Barsuglia, M; Basti, A; Bauer, Th S; Beker, MG; Belletoile, A; Birindelli, S; Bitossi, M; Bizouard, MA; Blom, M (21 января 2011 г.). "Калибровка и чувствительность детектора Virgo во время его второго научного запуска". Classical and Quantum Gravity . 28 (2): 025005. arXiv : 1009.5190 . Bibcode : 2011CQGra..28b5005A. doi : 10.1088/0264-9381/28/2/025005. ISSN 0264-9381. S2CID 118586058.
^ Эстевес, Д.; Лагаббе, П.; Массеро, А.; Роллан, Л.; Сеглар-Арройо, М.; Веркиндт, Д. (25 февраля 2021 г.). «Продвинутые калибраторы фотонов Virgo». Классическая и квантовая гравитация . 38 (7): 075007. arXiv : 2009.08103 . Bibcode : 2021CQGra..38g5007E. doi : 10.1088/1361-6382/abe2db. ISSN 0264-9381. S2CID 221761337.
^ ab Acernese, F; Agathos, M; Ain, A; Albanesi, S; Allocca, A; Amato, A; Andrade, T; Andres, N; Andrić, T; Ansoldi, S; Antier, S; Arène, M; Arnaud, N; Assiduo, M; Astone, P (21 января 2022 г.). "Калибровка усовершенствованного Virgo и реконструкция напряжения детектора h(t) во время наблюдательного запуска O3". Classical and Quantum Gravity . 39 (4): 045006. arXiv : 2107.03294 . Bibcode : 2022CQGra..39d5006A. doi : 10.1088/1361-6382/ac3c8e. hdl : 11368/3006794. ISSN 0264-9381. S2CID 238634092.
^ Эстевес, Д.; Льенар, Б.; Мэрион, Ф.; Мурс, Б.; Роллан, Л.; Веркиндт, Д. (9 ноября 2018 г.). «Первые испытания ньютоновского калибратора на интерферометрическом детекторе гравитационных волн». Классическая и квантовая гравитация . 35 (23): 235009. arXiv : 1806.06572 . Bibcode : 2018CQGra..35w5009E. doi : 10.1088/1361-6382/aae95f. ISSN 0264-9381. S2CID 119192600.
^ Ачернезе, Ф.; Амико, П.; Альшурбаги, М.; Антонуччи, Ф.; Аудиа, С.; Астон, П.; Авино, С.; Бабушки, Д.; Баллардин, Г.; Барон, Ф.; Барсотти, Л.; Барсуглия, М.; Бауэр, Т. С.; Бовиль, Ф.; Биготта, С. (апрель 2007 г.). «Система сбора данных интерферометрического детектора гравитационных волн Virgo». 2007 15-я конференция IEEE-NPSS в реальном времени . стр. 1–8. дои : 10.1109/RTC.2007.4382842. ISBN978-1-4244-0866-5. S2CID 140107498.
^ Glanzer, J.; Banagiri, S.; Coughlin, SB; Soni, S.; Zevin, M.; Berry, CPL; Patane, O.; Bahaadini, S.; Rohani, N.; Crowston, K.; Kalogera, V.; Østerlund, C.; Katsaggelos, A. (16 марта 2023 г.). "Качество данных до третьего наблюдательного запуска Advanced LIGO: классификации сбоев Gravity Spy". Classical and Quantum Gravity . 40 (6): 065004. arXiv : 2208.12849 . Bibcode : 2023CQGra..40f5004G. doi : 10.1088/1361-6382/acb633. ISSN 0264-9381. S2CID 251903127.
^ abc G. Vajente (2008). Анализ чувствительности и источников шума для гравитационно-волнового интерферометра Virgo (PDF) .
^ "O2 Instrumental Lines". www.gw-openscience.org . Получено 24 марта 2023 г. .
^ "Журнал Virgo - Характеристика детектора (спектральные линии)". logbook.virgo-gw.eu . Получено 24 марта 2023 г. .
^ Дэвис, Д.; Литтенберг, ТБ; Ромеро-Шоу, ИМ; Миллхаус, М.; МакИвер, Дж.; Ди Ренцо, Ф.; Эштон, Г. (15 декабря 2022 г.). «Вычитание сбоев из данных детектора гравитационных волн во время третьего сеанса наблюдений LIGO-Virgo». Классическая и квантовая гравитация . 39 (24): 245013. arXiv : 2207.03429 . Bibcode : 2022CQGra..39x5013D. doi : 10.1088/1361-6382/aca238. ISSN 0264-9381. S2CID 250334515.
^ "Кривые чувствительности Девы". 2011. Архивировано из оригинала 1 декабря 2015 года . Получено 15 декабря 2015 года .
^ "Чувствительность". Дева . Получено 21 октября 2024 г.
^ Чен, Синь-Ю; Хольц, Дэниел Э.; Миллер, Джон; Эванс, Мэтью; Витале, Сальваторе; Крейтон, Джолиен (4 марта 2021 г.). «Измерения расстояний в гравитационно-волновой астрофизике и космологии». Классическая и квантовая гравитация . 38 (5): 055010. arXiv : 1709.08079 . Bibcode : 2021CQGra..38e5010C. doi : 10.1088/1361-6382/abd594. ISSN 0264-9381. S2CID 119057584.
^ Чэнь, Синь-Ю; Хольц, Дэниел Э.; Миллер, Джон; Эванс, Мэтью; Витале, Сальваторе; Крейтон, Джолиен (4 марта 2021 г.). «Измерения расстояний в гравитационно-волновой астрофизике и космологии». Классическая и квантовая гравитация . 38 (5): 055010. doi :10.1088/1361-6382/abd594. ISSN 0264-9381.
^ Привет, Патрис (1997). Détection des ondes gravitationnelles - Ecole Joliot Curie [Обнаружение гравитационных волн - Школа Жолио Кюри] (PDF) (Отчет) (на французском языке) . Проверено 20 апреля 2023 г.
^ "Наше сотрудничество". LIGO Lab | Caltech . Получено 26 февраля 2023 г. .
^ "LIGO-M1000066-v27: План управления данными LIGO". dcc.ligo.org . Получено 26 февраля 2023 г. .
^ "GWOSC". www.gw-openscience.org . Получено 5 марта 2023 г. .
^ Научное сотрудничество LIGO; Сотрудничество Девы; Коллаборация КАГРА; Эбботт, Р.; Абэ, Х.; Ачернезе, Ф.; Экли, К.; Адхикари, С.; Адхикари, Н.; Адхикари, RX; Адкинс, В.К.; Адья, В.Б.; Аффельдт, К.; Агарвал, Д.; Агатос, М. (7 февраля 2023 г.). «Открытые данные третьего наблюдательного цикла LIGO, Virgo, KAGRA и GEO». Серия дополнений к астрофизическому журналу . 267 (2): 29. arXiv : 2302.03676 . Бибкод : 2023ApJS..267...29A. doi : 10.3847/1538-4365/acdc9f . S2CID 256627681.
^ ab Научное сотрудничество LIGO; сотрудничество Virgo; сотрудничество KAGRA; Abbott, R.; Abbott, TD; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adhikari, N.; Adhikari, RX; Adya, VB; Affeldt, C.; Agarwal, D.; Agathos, M.; Agatsuma, K. (2023). "GWTC-3: Компактные бинарные слияния, наблюдаемые LIGO и Virgo во время второй части третьего наблюдательного забега". Physical Review X. 13 ( 4): 041039. arXiv : 2111.03606 . Bibcode : 2023PhRvX..13d1039A. doi :10.1103/PhysRevX.13.041039.
^ Райлс, Кит (2023). «Поиски непрерывного гравитационного излучения». Living Reviews in Relativity . 26 (1): 3. arXiv : 2206.06447 . Bibcode : 2023LRR....26....3R. doi : 10.1007/s41114-023-00044-3. S2CID 249642127.
^ Кристенсен, Нельсон (1 января 2019 г.). "Стохастические гравитационно-волновые фоны". Reports on Progress in Physics . 82 (1): 016903. arXiv : 1811.08797 . Bibcode : 2019RPPh...82a6903C. doi : 10.1088/1361-6633/aae6b5. ISSN 0034-4885. PMID 30462612. S2CID 53712558.
^ «Астрономы ловят гравитационные волны от сталкивающихся нейтронных звезд». Sky & Telescope . 16 октября 2017 г. Получено 20 февраля 2023 г.
^ Эбботт, BP; Эбботт, Р.; Эбботт, Т.Д.; Ачернезе, Ф.; Экли, К.; Адамс, К.; Адамс, Т.; Аддессо, П.; Адхикари, RX; Адья, В.Б.; Аффельдт, К.; Афро, М.; Агарвал, Б.; Агатос, М.; Агацума, К. (16 октября 2017 г.). «Гравитационные волны и гамма-лучи от слияния двойной нейтронной звезды: GW170817 и GRB 170817A». Астрофизический журнал . 848 (2): Л13. arXiv : 1710.05834 . Бибкод : 2017ApJ...848L..13A. doi : 10.3847/2041-8213/aa920c . ISSN 2041-8213. S2CID 126310483.
^ ab Научное сотрудничество LIGO, сотрудничество Virgo и сотрудничество KAGRA; Abbott, R.; Abe, H.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adhikari, N.; Adhikari, RX; Adkins, VK; Adya, VB; Affeldt, C.; Agarwal, D.; Agathos, M.; Agatsuma, K.; Aggarwal, N.; Aguiar, OD (28 ноября 2022 г.). "Поиск непрерывных гравитационных волн от изолированных нейтронных звезд по всему небу с использованием данных Advanced LIGO и Advanced Virgo O3". Physical Review D. 106 ( 10): 102008. arXiv : 2201.00697 . Bibcode : 2022PhRvD.106j2008A. doi : 10.1103/PhysRevD.106.102008. hdl : 1854/LU-01GXN8M856WCY1YG62A5ACCPTN. S2CID 245650351.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Уилан, Джон Т.; Сундаресан, Сантош; Чжан, Юаньхао; Пейрис, Прабат (20 мая 2015 г.). "Поиск кросс-корреляции на основе моделей для гравитационных волн от Скорпиона X-1". Physical Review D. 91 ( 10): 102005. arXiv : 1504.05890 . Bibcode : 2015PhRvD..91j2005W. doi : 10.1103/PhysRevD.91.102005. S2CID 59360101.
^ Abbott, R.; Abe, H.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adhikari, N.; Adhikari, RX; Adkins, VK; Adya, VB; Affeldt, C.; Agarwal, D.; Agathos, M.; Agatsuma, K.; Aggarwal, N.; Aguiar, OD; Aiello, L. (25 мая 2022 г.). "Поиски гравитационных волн от известных пульсаров на двух гармониках во втором и третьем сеансах наблюдений LIGO-Virgo". The Astrophysical Journal . 935 (1): 1. arXiv : 2111.13106 . Bibcode :2022ApJ...935....1A. doi : 10.3847/1538-4357/ac6acf . ISSN 0004-637X. S2CID 244709285.
^ «Узкополосный поиск непрерывных и длительных переходных гравитационных волн от известных пульсаров в третьем цикле наблюдений LIGO-Virgo». www.ligo.org . 21 декабря 2021 г. . Получено 29 марта 2023 г. .
^ Научное сотрудничество LIGO и сотрудничество Virgo; Эбботт, Р.; Эбботт, ТД; Акернезе, Ф.; Экли, К.; Адамс, К.; Адхикари, Н.; Адхикари, Р.Х.; Адья, В.Б.; Аффелдт, К.; Агарвал, Д.; Агатос, М.; Агацума, К.; Аггарвал, Н.; Агиар, О.Д. (28 апреля 2022 г.). "Поиск ранних данных O3 LIGO для непрерывных гравитационных волн от остатков сверхновых Кассиопея А и Вела-младший". Physical Review D. 105 ( 8): 082005. arXiv : 2111.15116 . Bibcode : 2022PhRvD.105h2005A. doi :10.1103/PhysRevD.105.082005. S2CID 244729269.
^ Научное сотрудничество LIGO, сотрудничество Virgo и сотрудничество KAGRA; Эбботт, Р.; Абе, Х.; Акернезе, Ф.; Экли, К.; Адхикари, Н.; Адхикари, Р.Х.; Адкинс, В.К.; Адья, В.Б.; Аффелдт, К.; Агарвал, Д.; Агатос, М.; Агацума, К.; Аггарвал, Н.; Агиар, О.Д. (9 августа 2022 г.). "Поиск непрерывного гравитационного волнового излучения из центра Млечного Пути в данных O3 LIGO-Virgo". Physical Review D. 106 ( 4): 042003. arXiv : 2204.04523 . Bibcode : 2022PhRvD.106d2003A. doi :10.1103/PhysRevD.106.042003. S2CID 248085352.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Эбботт, Р.; Эбботт, ТД; Абрахам, С.; Акернезе, Ф.; Экли, К.; Адамс, А.; Адамс, К.; Адхикари, Р.Х.; Адья, В.Б.; Аффелдт, К.; Агарвал, Д.; Агатос, М.; Агацума, К.; Аггарвал, Н.; Агиар, О.Д. (23 июля 2021 г.). «Верхние пределы на изотропном гравитационно-волновом фоне из третьего наблюдательного запуска Advanced LIGO и Advanced Virgo». Physical Review D. 104 ( 2): 022004. arXiv : 2101.12130 . Bibcode : 2021PhRvD.104b2004A. doi : 10.1103/PhysRevD.104.022004. ISSN 2470-0010. S2CID 231719405.
^ ab "Outreach – Virgo". Virgo . Получено 8 мая 2023 г. .
^ "Guided Tour". EGO - Европейская гравитационная обсерватория . Получено 26 февраля 2023 г.
^ "Le Mappe del Cosmo. Storie che hanno cambiato l'universo" . Auditorium Parco della Musica (на итальянском языке) . Проверено 6 июня 2024 г.
^ "Звуки Космоса". Афинский научный фестиваль . Получено 6 июня 2024 г.
^ Росси, Джиада (23 ноября 2022 г.). «Черная дыра: новая интерактивная инсталляция EGO и INFN в Città della Scienza в Неаполе». EGO - Европейская гравитационная обсерватория . Получено 8 мая 2023 г.
^ «Главная страница». Il Ritmo Dello Spazio (Ритм космоса) . Проверено 26 февраля 2023 г.
^ "On Air". Студия Томаса Сарсено . 13 октября 2018 г. Получено 26 февраля 2023 г.
^ Росси, Джада (23 декабря 2023 г.). «Концерт «Космический» в Театре Верди в Пизе в честь 20-летия Девы». EGO — Европейская гравитационная обсерватория . Получено 6 июня 2024 г.
^ "Международный день женщин и девочек в науке 2023 – Дева". www.virgo-gw.eu . Получено 26 февраля 2023 г. .
Внешние ссылки
Описание на сайте EGO Архивировано 13 июля 2006 г. на Wayback Machine