KAGRA

KAGRA ( detectorul de unde gravitaționale Kamioka ) , fost LCGT  ( telescopul mare criogenic gravitațional ) este un detector japonez de unde gravitaționale situat la aproximativ 200 km vest de Tokyo , în mina subterană Kamioka din fostul oraș Kamioka (acum parte a orașului Hida ). ) în prefectura Gifu din Japonia . Este operat de Institutul de Cercetare a Razelor Cosmice (ICCR) de Universitatea din Tokyo . [1] Este primul detector de unde gravitaționale din Asia, primul detector din lume construit subteran într-o mină subterană și primul detector din lume care folosește oglinzi criogenice din safir și răcite la 20 de grade peste zero absolut -253,15 °C (20K) pentru a reduce zgomot termic. [2]  

Istorie

ICCR a fost înființat în 1976 pentru a studia razele cosmice. Proiectul LCGT a fost aprobat la 22 iunie 2010. Redenumită KAGRA în ianuarie 2012, „KA” fiind din locația sa din mina subterană Kamioka și „GRA” fiind de la gravitație și undele gravitaționale . [3] Proiectul este condus de câștigătorul Premiului Nobel pentru Fizică în 2015 pentru descoperirea oscilațiilor neutrinilor , Takaaki Kajita , care a jucat un rol major în finanțarea și construirea proiectului. [patru]

Două interferometre ale prototipului de detector de unde gravitaționale au fost construite pentru a dezvolta tehnologiile necesare pentru dezvoltarea KAGRA. Primul, TAMA 300 , situat în orașul Mitaka , în campusul Observatorului Național Astronomic al Japoniei , echipat cu două brațe de 300 de metri și funcționat în perioada 1998-2008, a demonstrat fezabilitatea proiectului KAGRA. Al doilea, CLIO , echipat cu brațe de 100 de metri, funcționează în subteran lângă KAGRA din 2006 și este folosit pentru a dezvolta oglinzi răcite criogenic care ar trebui să îmbunătățească acuratețea măsurătorilor KAGRA.

KAGRA are două brațe lungi de 3 km care formează un detector de unde gravitaționale interferometrice cu laser . Laserul folosit are o putere de aproximativ 80 de wați. Limita inferioară de detecție a detectorului este la amplitudini de 3·10 −24 la o frecvență de 100 Hz. Este construit în Observatorul Kamioka (神岡宇宙素粒子研究施設Kamioka uchu: soryu: shi kenkyu: shisetsu ) , un laborator de neutrini și unde gravitaționale situat în subteran în Mina Mozumi, deținută de Compania Metal Kamiolurgical și Compania Minerică. aproape de fostul oraș Kamioka (acum parte a orașului Hida ), prefectura Gifu , Japonia . Mina a fost folosită încă de la începutul anilor 1980 pentru a detecta neutrini. Cu toate acestea, acest loc nu este tocmai potrivit pentru KAGRA, deoarece mina este situată într-o stâncă poroasă prin care se scurge apa de ploaie. Apa a intrat în interiorul tunelurilor și a trebuit instalat un strat impermeabil pentru a menține tunelurile uscate. Primăvara, când zăpada se topește, pompele trebuie să pompeze 1.000 de tone de apă pe oră. [5]

KAGRA detectează undele gravitaționale din fuziunea stelelor neutronice binare la o distanță de 240 megaparsecs la un raport semnal-zgomot de 10 . Numărul așteptat de evenimente recunoscute pe an este de 2 sau 3. KARGA este optimizat pentru a detecta semnale de 100 Hz, care corespund undelor gravitaționale emise de fuziunea stelelor neutronice. Având în vedere sensibilitatea KAGRA, este de așteptat ca aceasta să poată recunoaște până la 10 astfel de evenimente pe an. [6] Măsurătorile KAGRA vor completa măsurătorile LIGO și Virgo și vor permite o localizare mai precisă a sursei undelor gravitaționale. [2] Pentru a obține sensibilitatea necesară, metodele deja utilizate în detectoarele gravitaționale LIGO și VIRGO (sistemul de izolare pasivă a detectorului de vibrațiile de fond de joasă frecvență, lasere de mare putere, rezonatoare Fabry-Perot , metoda rezonantei). s-au aplicat separarea benzii laterale etc.). Cu toate acestea, spre deosebire de cele două detectoare de unde gravitaționale care funcționează începând cu 2019 - Virgo în Italia și LIGO în SUA - KAGRA este construit în subteran. Astfel, măsurătorile sunt mai puțin afectate de zgomotul ambiental generat de activitățile umane și fenomenele naturale. A doua trăsătură distinctivă a KAGRA este utilizarea oglinzilor criogenice răcite la o temperatură de -253,15 °C (20 K) pentru a reduce zgomotul termic, precum și a interferometrelor de suspensie (pentru a suprima în mod activ vibrațiile de fundal). [2] Costul proiectului la începutul anului 2019 a fost de 16,4 miliarde de yeni (134,4 milioane de euro). [5]

Construcția KAGRA a fost supusă a numeroase întârzieri. Inițial, trebuia să înceapă construcția KAGRA în 2005, iar lansarea era programată pentru 2009 [7] , dar punerea în funcțiune ulterioară a fost amânată pentru 2018 [8] . Construcția a început în 2010 și a fost finalizată pe 4 octombrie 2019, fiind finalizată cu nouă ani. Faza de tunelare a început în mai 2012 și s-a încheiat la 31 martie 2014. [9] Primele teste ale interferometrului (iKAGRA) au început în martie 2016. În 2018, dispozitivul a început să funcționeze cu o parte din sistemul său criogenic (bKAGRA faza 1). [10] Cu toate acestea, au fost necesare ajustări tehnice suplimentare înainte de începerea observațiilor. [11] Detectorul și-a început activitatea pe 20 februarie 2020 [12] .

Vezi și

• LIGO
• FECIOARĂ

Note

1. ↑ Un experiment puternic care a rezolvat un mister vechi de 100 de ani pus de Einstein tocmai a primit o actualizare uriașă , Business Insider  (5 octombrie 2019). Arhivat din original pe 5 octombrie 2019. Preluat la 5 octombrie 2019.
2. ↑ 1 2 3 Un nou detector de unde gravitaționale este aproape gata să se alăture căutării | știri științifice . Preluat la 28 noiembrie 2020. Arhivat din original la 1 august 2021. (nedefinit)
3. ↑ LCGT a primit o nouă poreclă „KAGRA” . Preluat la 13 ianuarie 2014. Arhivat din original la 21 aprilie 2020. (nedefinit)
4. ↑ Castelvecchi, Davide (2 ianuarie 2019). „Detectorul de pionierat al Japoniei se pregătește să se alăture vânătoarei de unde gravitaționale”. natura . 565 (7737): 9-10. Bibcode : 2019Natur.565....9C . DOI : 10.1038/d41586-018-07867-z . PMID  30602755 .
5. ↑ 1 2 Detectorul de pionierat al Japoniei s-a alăturat vânătorii de unde gravitaționale . Preluat la 28 noiembrie 2020. Arhivat din original la 1 august 2021. (nedefinit)
6. ↑ Copie arhivată . Preluat la 28 noiembrie 2020. Arhivat din original la 5 martie 2017. (nedefinit)
7. ↑ Uchiyama T. și colab. Starea actuală a telescopului cu unde gravitaționale criogenice la scară mare   // Clasa . Grav cuantic. . - 2004. - Vol. 21 , nr. 5 . - P. S1161-S1172 . - doi : 10.1088/0264-9381/21/5/115 . - Cod . Arhivat din original pe 20 ianuarie 2022.
8. ↑ Kuroda K. și colab. Starea LCGT  // Clasa  . Grav cuantic. . - 2010. - Vol. 27 , nr. 8 . — P. 084004 . - doi : 10.1088/0264-9381/27/8/084004 . — Cod . Arhivat din original pe 9 martie 2016.
9. ↑ Excavarea tunelului de 7 km al lui KAGRA este finalizată (31 martie 2014). Preluat la 27 aprilie 2014. Arhivat din original la 28 august 2021. (nedefinit)
10. ↑ Detectorul de pionierat al Japoniei se pregătește să se alăture vânătoarei de unde gravitaționale . Preluat la 28 noiembrie 2020. Arhivat din original la 1 august 2021. (nedefinit)
11. ↑ Observatorul de unde gravitaționale KAGRA finalizează construcția . Preluat la 28 noiembrie 2020. Arhivat din original la 1 august 2021. (nedefinit)
12. ↑ Telescopul cu undă gravitațională KAGRA începe observația „Proiectul telescopului cu undă gravitațională criogenică la scară largă KAGRA  (japonez)” . Preluat la 27 februarie 2020. Arhivat din original la 24 mai 2021.

Literatură

• Lee Billings, „Kagra, l'éveil du géant sous la montagne”, Pour la science , nr 506,‎ decembrie 2019, p. 50-55

Link -uri

• [unu]
• Statut în februarie 2019.
• [2]
• KAGRA 大型低温重力波望遠鏡. Preluat: 13 iulie 2012. (nedefinit)
• JST. 最新鋭の「重力波望遠鏡」KAGRA計画始動(11 iulie 2012). Preluat: 7 octombrie 2015. (nedefinit)