Télescope Einstein - Einstein Telescope

Télescope Einstein

Nommé après	Albert Einstein
Style de télescope	observatoire des ondes gravitationnelles
Site Internet	www .et-gw .eu
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Le télescope Einstein (ET) ou Einstein Observatory , est un détecteur d' ondes gravitationnelles au sol de troisième génération proposé , actuellement à l'étude par certaines institutions de l' Union européenne . Il sera en mesure de tester Einstein de la théorie de la relativité générale dans des conditions de terrain fortes et de réaliser l' astronomie des ondes gravitationnelles de précision.

L'ET est un projet d'étude de conception soutenu par la Commission européenne dans le cadre du programme-cadre 7 (7e PC) . Il concerne l'étude et la conception conceptuelle d'une nouvelle infrastructure de recherche dans le domaine émergent de l'astronomie des ondes gravitationnelles .

Motivation

L'évolution des détecteurs d'ondes gravitationnelles actuels Advanced Virgo et Advanced LIGO , en tant que détecteurs de deuxième génération , est bien définie. Actuellement, ils ont été mis à niveau à leur niveau dit amélioré et ils devraient atteindre leur sensibilité de conception au cours des prochaines années. LIGO a détecté des ondes gravitationnelles en 2015 et Virgo a rejoint ce succès expérimental avec la première onde gravitationnelle observée par trois détecteurs GW170814 et peu de temps après avec la première détection d'une fusion d'étoiles à neutrons binaires GW170817 . Néanmoins, la sensibilité nécessaire pour tester la théorie de la gravité d'Einstein dans des conditions de champ fort ou pour réaliser une astronomie d'onde gravitationnelle de précision, principalement de corps stellaires massifs ou de systèmes stellaires binaires hautement asymétriques (en masse), va au-delà des performances attendues des détecteurs avancés. et de leurs mises à niveau ultérieures. Par exemple, les limitations fondamentales à basse fréquence de la sensibilité des détecteurs de deuxième génération sont données par le bruit sismique , le bruit du gradient gravitationnel associé (dit bruit newtonien) et le bruit thermique du dernier étage de suspension et des masses d'essai .

Pour contourner ces limitations, de nouvelles infrastructures sont nécessaires: un site souterrain pour le détecteur, pour limiter l'effet du bruit sismique, et des installations cryogéniques pour refroidir les miroirs pour réduire directement les vibrations thermiques des masses d'essai.

Groupes techniques

À travers ses quatre groupes de travail techniques, le projet ET-FP7 aborde les questions de base dans la réalisation de cet observatoire proposé: localisation et caractéristiques du site (WP1), conception et technologies des suspensions (WP2), topologie et géométrie des détecteurs (WP3), détection exigences de capacités et potentialités astrophysiques (WP4).

Les participants

ET est un projet d'étude de conception dans le cadre du programme-cadre européen (7e PC). Il a été proposé par 8 instituts européens de recherche expérimentale sur les ondes gravitationnelles, coordonnés par l' Observatoire européen de la gravitation :

• Observatoire gravitationnel européen
• Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
• Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V. , agissant par l'intermédiaire du Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik
• Centre National de la Recherche Scientifique
• Université de Birmingham
• Université de Glasgow
• Nikhef
• Université de Cardiff

Conception actuelle

Bien que toujours dans la phase initiale de l'étude de conception, les paramètres de base sont établis.

Comme KAGRA , il sera situé sous terre pour réduire le bruit sismique et le «bruit de gradient de gravité» causés par les objets en mouvement à proximité.

Les bras auront 10 km de long (contre 4 km pour LIGO, et 3 km pour Virgo et KAGRA), et comme LISA , il y aura trois bras dans un triangle équilatéral, avec deux détecteurs dans chaque coin.

Afin de mesurer la polarisation des ondes gravitationnelles entrantes et éviter d'avoir une orientation à laquelle le télescope est insensible, un minimum de deux détecteurs est nécessaire. Bien que cela puisse être fait avec deux interféromètres à 90 ° à 45 ° l'un de l'autre, la forme triangulaire permet aux bras d'être partagés. L'angle du bras de 60 ° réduit la sensibilité de chaque interféromètre, mais cela est compensé par le troisième détecteur, et la redondance supplémentaire fournit un contre-contrôle utile.

Chacun des trois détecteurs serait composé de deux interféromètres, un optimisé pour un fonctionnement en dessous de 30 Hz et un optimisé pour un fonctionnement à des fréquences plus élevées .

Les interféromètres basse fréquence (1 à 250 Hz) utiliseront des optiques refroidies à 10 K (-441,7 ° F; -263,1 ° C), avec une puissance de faisceau d'environ 18 kW dans chaque cavité de bras. Ceux à haute fréquence (10 Hz à 10 kHz) utiliseront des optiques à température ambiante et une puissance de faisceau de recirculation beaucoup plus élevée de 3 MW.

Prototype

Un prototype, ou installation de test, appelé ET Pathfinder sera construit à l' Université de Maastricht aux Pays-Bas.

Voir également

• Tests de relativité générale
• EGO , l'Observatoire gravitationnel européen
• LIGO , deux détecteurs d'ondes gravitationnelles situés aux États-Unis
• Virgo , un détecteur d'ondes gravitationnelles situé en Italie
• GEO 600 , un détecteur d'ondes gravitationnelles situé à Hanovre , en Allemagne
• Einstein @ Home , un programme de calcul distribué bénévole pour aider les équipes LIGO / GEO à analyser leurs données

Les références

Lectures complémentaires

• Principes fondamentaux des détecteurs d'ondes gravitationnelles interférométriques par Peter R. Saulson , ISBN   981-02-1820-6 .
• Symphonie inachevée d'Einstein par Marcia Bartusiak, ISBN   0-425-18620-2 .
• L'ombre de la gravité: la recherche des ondes gravitationnelles par Harry Collins, ISBN   0-226-11378-7 .
• Voyager à la vitesse de la pensée par Daniel Kennefick, ISBN   978-0-691-11727-0 .
• Étude de conception conceptuelle du télescope à ondes gravitationnelles d'Einstein ET-0106C-10 .