Gravitationsvågsdetektor
Gravitationsvågsdetektor är en experimentell anordning avsedd att mäta gravitationsvågor, vilket inte är en enkel uppgift. Den ska kunna känna av mycket små förvrängningar i rumtiden, sådana som förutsägs av den allmänna relativitetsteorin. De är svåra att detektera främst därför att det är extremt brusigt vid de låga frekvenser, där antennerna ska arbeta. Gravitationsvågor väntas ha frekvenser runt .[5] Känsliga sådana detektorer är en förutsättning för gravitationsastronomin.
Historik
Omkring 1960 hade ett nyvaknat intresse för Einsteins gravitationsteori och den tekniska utvecklingen öppnat nya möjligheter att testa relativistiska effekter, vilket inspirerade amerikanen Joseph Weber att konstruera världens första gravitationsvågsdetektor. En sådan "weberstav" var en enkel anordning i form av en solid kraftig metallstång, som var väl isolerad från omvärldens vibrationer. Töjningar i rymden till följd av en infallande gravitationsvåg exciterar stångens resonansfrekvens och kunde förstärkas till detekterbara nivåer. Weberstavar är inte känsliga nog för att uppfatta annat än extremt kraftiga gravitationsvågor.[6] Moderna former av Weberstavar finns fortfarande i drift, kylda av kryoteknik och med supraledande SQUID-arrangemang för att uppfatta vibration.
MiniGRAIL är en sfärisk gravitationsvågsantenn som också använder denna princip. Den finns vid Universitetet i Leiden, och består av ett precisionstillverkat 1150 kg klot kryotekniskt nedkylt till 20 mK.[7]
Interferometrar
.svg)
En känsligare typ av detektor utnyttjar laserinterferometri för att mäta gravitationsvåg inducerad rörelse mellan separerade "fria" massor. Ett halvdussin markbaserade sådana detektorer är i drift, av vilka den mest känsliga är LIGO.
Se även
Referenser
- ^ Staff (17 mars 2014). ”BICEP2 2014 Results Release”. National Science Foundation. http://bicepkeck.org. Läst 19 mars 2014.
- ^ ”"First Direct Evidence of Cosmic Inflation"”. http://www.cfa.harvard.edu. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. 17 mars 2014. http://www.cfa.harvard.edu/news/2014-05. Läst 19 mars 2014.
- ^ Clavin, Whitney (17 mars 2014). ”NASA Technology Views Birth of the Universe”. NASA. http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-082. Läst 19 mars 2014.
- ^ Overbye, Dennis (17 mars 2014). ”Detection of Waves in Space Buttresses Landmark Theory of Big Bang”. The New York Times. http://www.nytimes.com/2014/03/18/science/space/detection-of-waves-in-space-buttresses-landmark-theory-of-big-bang.html. Läst 17 mars 2014.
- ^ Thorne, Kip S. (1995). ”Gravitational Waves”. Cornell University Library. http://arxiv.org/abs/gr-qc/9506086.
- ^ Levine, James L. (2004). ”Early Gravity-Wave Detection Experiments, 1960–1975”. Physics in Perspective (Birkhäuser Basel) 6 (1): sid. 42–75. doi:.
- ^ Gravitational Radiation Antenna In Leiden
Externa länkar
Wikimedia Commons har media som rör Gravitationsvågsdetektor.
Media som används på denna webbplats
Concept of LIGO: A schematic diagram of a laser interferometer with light storage arms.
Superconducting Detectors for Study of Infant Universe
http://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA17993
http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2014-082
The BICEP2 telescope at the South Pole uses novel technology developed at NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Calif. The focal plane shown here is an array of devices that use superconductivity to gather, filter, detect, and amplify polarized light from the cosmic microwave background -- relic radiation left over from the Big Bang that created our universe.
The microscope is showing a close-up view of one of the 512 pixels on the focal plane, displayed on the screen in the background.
Each pixel is made from a printed antenna that collects polarized millimeter-wavelength radiation, with a filter that selects the wavelengths to be detected. A sensitive detector is fabricated on a thin membrane created through a process called micro-machining.
The antennas and filters on the focal plane are made from superconducting materials. An antenna is seen on the close-up shot in the background with the green meandering lines.
The detector uses a superconducting film as a sensitive thermometer to detect the heat from millimeter-wave radiation that was collected by the antenna and dissipated at the detector. A detector is seen on the close-up shot in the background to the right of the pink square.
Finally, a tiny electrical current from the sensor is measured with amplifiers on the focal plane called SQUIDs (Superconducting QUantum Interference Devices), developed at National Institute of Standards and Technology, Boulder, Colo. The amplifiers are the rectangular chips on the round focal plane.
The focal planes are manufactured using optical lithography techniques, similar to those used in the industrial production of integrated circuits for computers.