Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Институт Макса Планка гравитационной физики
(Институт Альберта Эйнштейна)
MaxPlanckInstGravPhys-logo.png
Логотип института
СокращениеAEI
Формирование1995 г.
Типнекоммерческая исследовательская организация
Штаб-квартираПотсдам-Гольм и Ганновер , Германия
Управление
управляющий директор Алессандра Буонанно и заместитель управляющего директора Брюс Аллен
Главный орган
Общество Макса Планка
Интернет сайтwww .aei .mpg .de

Институт Макса Планка гравитационной физики ( Институт Альберта Эйнштейна ) - это институт Макса Планка, чьи исследования направлены на изучение теории относительности Эйнштейна и не только: математики , квантовой гравитации , астрофизической теории относительности и гравитационно-волновой астрономии . Институт был основан в 1995 году и расположен в Потсдамском научном парке в Гольме, Потсдаме и Ганновере, где он тесно связан с Ганноверским университетом Лейбница . Потсдамчасть института состоит из трех исследовательских отделов, а в ганноверской - двух отделов. В обеих частях института работает ряд независимых исследовательских групп.

Институт проводит фундаментальные исследования в области математики, анализ данных , астрофизика и теоретическая физика , а также исследования в лазерной физике , вакуумная технология, виброизоляция и классическая и квантовая оптика .

Когда LIGO Scientific Collaboration объявила о первом обнаружении гравитационных волн , исследователи института были вовлечены в моделирование, обнаружение, анализ и определение характеристик сигналов. Институт участвует в ряде совместных проектов и проектов: он является основным партнером по созданию детектора гравитационных волн GEO600 ; Ученые института разрабатывают модели волновых форм, которые применяются в детекторах гравитационных волн для обнаружения и описания гравитационных волн . Они разрабатывают детекторную технологию, а также анализируют данные с детекторов LIGO Scientific Collaboration, Virgo Collaboration и KAGRA.Сотрудничество. Они также играют ведущую роль в планировании и подготовке космического детектора LISA (запланированная дата запуска: 2034 год) и участвуют в разработке третьего поколения наземных детекторов гравитационных волн ( телескоп Эйнштейна , Cosmic Explorer ). Институт также является крупным участником проектов Einstein @ Home и PyCBC .

Фасад и вход в Институт гравитационной физики Макса Планка в Потсдам-Голме. У входа стоит большая красная скульптура буквы Е.
Институт гравитационной физики Макса Планка в Потсдам-Голме.
Улица, ведущая к красному входу в Институт гравитационной физики Макса Планка в Ганновере. Здание частично скрыто за деревьями рядом с улицей.
Институт гравитационной физики Макса Планка в Ганновере.

С 1998 по 2015 год институт издает обзорный журнал с открытым доступом Living Reviews in Relativity . [1]

История [ править ]

Недавно созданный институт начал свою работу в апреле 1995 года и с 1999 года находится в Потсдам-Гольм . [2]

В 2002 году Институт открыл филиал в Университете Ганновера, специализирующийся на анализе данных, а также разработке и эксплуатации детекторов гравитационных волн на Земле и в космосе. Ганноверский институт возник на базе Института физики атомов и молекул (AMP) Университета Ганновера, который был основан в 1979 году факультетом физики.

Исследование [ править ]

Исследования института сосредоточены в области общей теории относительности . Он охватывает теоретическую и экспериментальную гравитационную физику , квантовую гравитацию , многопользовательскую астрономию и космологию . Институт уделяет большое внимание гравитационно-волновой астрономии : четыре из пяти отделов работают над различными аспектами этой области исследований. Центральные темы исследований:

  • моделирование источников (двойные нейтронные звезды , двойные черные дыры , смешанные двойные системы, коллапс ядра звезды )
  • экспериментальные работы по детекторам гравитационных волн - как на Земле, так и в космосе
  • решение проблемы двух тел в общей теории относительности
  • аналитическое и численное решение уравнений Эйнштейна
  • разработка и внедрение алгоритмов анализа данных для гравитационно-волновых поисков
  • последующий анализ для определения свойств источников гравитационных волн

Все эти усилия позволили создать новый вид астрономии , который начался с первого прямого обнаружения гравитационных волн на Земле.

Ученые института также работают над объединением фундаментальных теорий физики - общей теории относительности и квантовой механики - в теорию квантовой гравитации .

Департаменты [ править ]

  • Алессандра Buonanno «ы Астрофизический и Космологический относительности отдел [3] в AEI Потсдаме решает задачу двух тел в ОТО аналитически и численно , и предсказывает гравитационных сигналов , испускаемых бинарных систем , состоящих из черных дыр и нейтронных звезд . Члены отдела используют эти модели формы волны для вывода астрофизической и космологической информации и проводят тесты общей теории относительности , используя данные с детекторов гравитационных волн .
  • Отдел вычислительной релятивистской астрофизики Масару Шибаты [4] в AEI в Потсдаме изучает слияние черных дыр или нейтронных звезд и коллапс звездных ядер . Отдел также работает над более фундаментальными аспектами общей теории относительности с помощью численных инструментов .
  • Квантовая гравитация и теории Унифицированных отдел [5] (исполняющая обязанности директора с августа 2020 года: Алессандра Buonanno ) в АЕИ Потсдаме работает на развитии квантовой теории гравитации , на основе конформной теории поля , теории струн , и супергравитацию и симметрии .
  • В центре исследований отдела лазерной интерферометрии и гравитационно-волновой астрономии [6] Карстена Данцмана в AEI в Ганновере находится разработка и эксплуатация детекторов гравитационных волн на Земле и в космосе. Сюда входят лабораторные эксперименты в квантовой оптике и лазерной физике .
  • Брюс Аллен «s отдел Наблюдательная теория относительности и космология [7] в исследованиях АЕИ Ганновер наблюдательные следствия общей теории относительности , в том числе поиск и анализ гравитационно-волновых сигналов в данных наземных детекторов , и работы Эйнштейна @ Home проекта . Отдел также работает над поисками гамма-лучей и радиопульсаров , а также над теоретическими аспектами черных дыр.

Директора [ править ]

  • Брюс Аллен (AEI Ганновер, 2007-настоящее время), заместитель управляющего директора [8]
  • Алессандра Буонанно (AEI Potsdam, 2014-настоящее время), управляющий директор [8]
  • Карстен Данцманн (AEI Ганновер, 2002-настоящее время)
  • Юрген Элерс (AEI Potsdam, директор-основатель, 1995-1998 гг.)
  • Герхард Хёйскен (AEI Потсдам, 2002-2013)
  • Герман Николай (AEI Potsdam, 1997-2020)
  • Бернард Ф. Шутц (AEI Potsdam, директор-основатель, 1995-2014)
  • Масару Шибата (AEI Potsdam, 2018-настоящее время)

Независимые исследовательские группы [ править ]

Постоянные независимые исследовательские группы [ править ]

  • Геометрия и гравитация [9] (под руководством Ларса Андерссона) в AEI Potsdam. Эта исследовательская группа изучает фундаментальные вопросы теории гравитации и связанных с ней физических теорий математическими методами.
  • Поиск непрерывных гравитационных волн [10] (под руководством Марии Алессандры Папа) в AEI в Ганновере. Эта исследовательская группа работает над поиском на сегодняшний день необнаруженных непрерывных гравитационных волн , которые ожидаются от быстро вращающихся нейтронных звезд .

Независимые исследовательские группы [ править ]

  • Наблюдения за бинарными слияниями и численная теория относительности [11] (под руководством Фрэнка Ома) в AEI в Ганновере. Независимая исследовательская группа занимается анализом гравитационно-волновых данных и предсказаниями волновых форм сигналов от слияния черных дыр и нейтронных звезд . Исследования основаны на численном моделировании этих процессов.
  • Исключительная квантовая гравитация (группа Emeritus, возглавляемая Германом Николаи ) в AEI в Потсдаме. Эта исследовательская группа финансируется за счет расширенного гранта ERC . Его исследования связаны с основанным на симметрии подходом к последовательной теории квантовой гравитации .
  • Теория гравитации и космология [12] (под руководством Анны Иджас) в AEI в Ганновере. Эта исследовательская группа Лиз Мейтнер [13] использует математическую и численную теорию относительности для изучения космологических теорий и их связи с физикой черных дыр .
  • Гравитация, квантовые поля и информация [14] (под руководством Михала П. Хеллера) в AEI в Потсдаме. Это независимая исследовательская группа, финансируемая Гумбольдта Александр фон через Ковалевской премию Софии , работает на пересечении гравитационных и физике высоких энергий с помощью квантовой информатики .
  • Историческая эпистемология программы Final Theory [15] (под руководством Александра Блюма) в AEI Potsdam. Эта исследовательская группа занимается историей поиска квантовой теории гравитации . Группа является совместной исследовательской группой Макса Планка Института истории науки Макса Планка в Берлине и Института гравитационной физики Макса Планка в Потсдаме.
  • Теоретическая космология [16] (под руководством Жан-Люка Ленерса) в AEI в Потсдаме. Эта финансируемая исследовательская группа финансируется за счет гранта Консолидатора ERC и работает над теоретической физикой самой ранней Вселенной и Большого взрыва .

Группы партнеров Макса Планка [ править ]

Группы партнеров Max Planck проводят исследования в областях, совпадающих с областями бывшего принимающего института Макса Планка. Они созданы для поддержки молодых ученых, возвращающихся на родину после исследовательской работы в Институте Макса Планка. [17]

У Института гравитационной физики Макса Планка есть пять партнерских групп Макса Планка: [18] [19]

  • в Институте теоретической физики Китайской академии наук , Пекин, Китай, в сотрудничестве с отделом «Квантовая гравитация и единые теории»
  • в Математическом институте Ченнаи , Индия, в сотрудничестве с отделом «Квантовая гравитация и единые теории»
  • в Индийском технологическом институте Канпур , Индия, в сотрудничестве с отделом «Квантовая гравитация и единые теории»
  • в Цзилиньском университете Чанчуня, сотрудничая с кафедрой квантовой гравитации и единых теорий
  • в Институте фундаментальных исследований Тата , Мумбаи, Индия, в сотрудничестве с отделом «Наблюдательная теория относительности и космологии»


Совместные проекты [ править ]

Продвинутый LIGO и продвинутый Дева [ править ]

В АЕИ Ганновере и АЕИ Потсдаме, есть два Collaboration LIGO Научных групп , связанные с теорией и анализом данных о LIGO и Деве детекторов. [20] [21] В AEI Hannover также есть группа GEO, занимающаяся различными экспериментальными темами. [22] Исследователи AEI в Потсдаме и Ганновере анализируют данные LIGO и Virgo. Они также разрабатывают предсказания гравитационно-волновых сигналов, используемых для поиска слияний черных дыр и нейтронных звезд и их интерпретации.

AEI Hannover является партнерским учреждением в продвинутом проекте LIGO и предоставил предварительно стабилизированную лазерную систему [23] [24] [25] для усовершенствованных детекторов LIGO в Хэнфорде и Ливингстоне. Исследователи AEI помогают вводить в эксплуатацию и эксплуатировать современные интерферометры LIGO.

В начале 2018 года исследователи из AEI в Ганновере разработали, построили и помогли установить источник сжатого света в детекторе гравитационных волн Advanced Virgo . [26] Во время третьего совместного сеанса наблюдений детекторов гравитационных волн он уменьшил квантово-механический фоновый шум примерно на треть, увеличив ожидаемую скорость обнаружения слияний двойных нейтронных звезд на 26%. [27] [28]

Телескоп Эйнштейна [ править ]

Исследователи АЕИ внести свой вклад в планирование, развитие и науки случае [29] для Эйнштейна телескопа (ЕТ), третьего поколения детектора гравитационных волн в Европе. Сопредседатель руководящего комитета ET находится в AEI в Ганновере [30], а лазерная технология для прототипа ET в Маастрихте будет разработана в AEI в Ганновере. [31] Потсдамские исследователи из AEI вносят свой вклад в разработку моделей волновых форм для детекторов гравитационных волн третьего поколения, таких как телескоп Эйнштейна. [32]

GEO600 [ править ]

GEO600 детектора гравитационной волны к югу от Ганновера был разработан и управляется учеными из Института Макса Планка гравитационной физики и Лейбниц Universität Hannover , вместе с партнерами в Соединенном Королевстве. [33]

LISA Pathfinder [ править ]

LISA Pathfinder был тестовой миссией ESA для космической антенны лазерного интерферометра (LISA). На нем были продемонстрированы ключевые технологии обнаружения гравитационных волн в космосе. Институт гравитационной физики Макса Планка в Ганновере и Институт гравитационной физики Ганноверского университета имени Лейбница несли ответственность и координировали вклад Германии в миссию. [34]

На этапе эксплуатации исследователи из Университета Лейбница и Макса Планка в Ганновере были партнерами по анализу данных миссии. [35] Они также сыграли ведущую роль в разработке программного обеспечения для анализа LTPDA, набора инструментов MATLAB . [36] Ученый AEI принимал участие в операциях смены миссии в ESOC .

ЛИЗА [ править ]

Космическая обсерватория гравитационных волн LISA разработана под руководством ЕКА в сотрудничестве с научным консорциумом. [37] Консорциум LISA возглавляет директор AEI Карстен Данцманн. [37] В AEI Ганновер и AEI в Потсдаме есть группы Консорциума LISA. [38] В AEI в Ганновере есть большие лаборатории для экспериментов по лазерной интерферометрии LISA . [39]

GRACE Follow-On [ править ]

GRACE-FO - это спутниковая геодезическая миссия, которая выполняет подробные измерения гравитационного поля Земли и его временных и пространственных изменений с помощью интерферометрических измерений расстояния между двумя спутниками. Используемый для этой цели лазерный интерферометр является результатом сотрудничества НАСА и немецких партнеров при участии Германии во главе с AEI. Концепция инструмента, его прототипы и технические характеристики были выполнены в АЭИ. Исследователи AEI принимали участие в разработке и тестировании летного оборудования. [40]

Программа для выпускников [ править ]

Институт участвует в двух Международных исследовательских школах Макса Планка (IMPRS). Такие исследовательские школы представляют собой программы для выпускников, которые проводятся Институтом Макса Планка в партнерстве с местными университетами, предлагая докторскую степень. степень. В IMPRS для математических и физических аспектов Гравитация, космология и квантовая теория поля с партнерами из Института математики в Университете Потсдама , Институт физики в Университете Гумбольдта , ИИТ Бомбее , Мадрасе Математический институт и Институт теоретической физики китайцами Академия наук [41]

В IMPRS на гравитационно - волновой астрономии проводится в два сотрудничающими ветви, одна в Ганновере и один в Потсдам-Golm. Филиал в Ганновере сотрудничает с Ганноверским университетом Лейбница и Laser Zentrum Hannover eV . [42] Потсдамский филиал сотрудничает с Университетом Гумбольдта , Потсдамским университетом и Институтом астрофизики Лейбница . [43] Он сотрудничает с IMPRS по математическим и физическим аспектам гравитации, космологии и квантовой теории поля (также в AEI Potsdam), магистерской программой по астрофизике в Потсдамском университете ,Astrophysics Network Potsdam , Институт теоретической физики Юкавы при Киотском университете и Мэрилендский университет . [44]

Весенняя школа Юргена Элерса [ править ]

Институт предлагает ежегодную двухнедельную весеннюю школу для 40 иностранных студентов, изучающих математику и физику . [45] Каждый год лекции, упражнения и дискуссии охватывают различные темы из исследовательского опыта института. Лекции читают сотрудники института.

Весенняя школа Юргена Элерса была основана в 2000 году и названа в честь директора-основателя института Юргена Элерса .

Информационная поддержка [ править ]

Публичные мероприятия [ править ]

Информационно-пропагандистская деятельность института включает дни открытых дверей в AEI Potsdam и на детекторе гравитационных волн GEO600 , участие в Днях девочек и Днях будущего, научно-популярные выступления исследователей [46], участие в «November der Wissenschaft» в Ганновере, [47] туры по институтам, включая избранные лаборатории и компьютерные кластеры, а также программа посещений и презентаций исследователями в средних школах. [48]

Эйнштейн онлайн [ править ]

Институт управляет научно-популярным веб-порталом Einstein Online [49], который представляет собой гипертекстовую сеть с вводными и подробными статьями о теории относительности Эйнштейна и ее следствиях.

Журналист в резиденции [ править ]

С 2018 года институт предлагает научным журналистам программу «Журналисты-резиденты». Цель состоит в том, чтобы улучшить общение между журналистами и учеными и обеспечить более глубокое понимание исследований института. [50]

Эйнштейн @ Home [ править ]

Институт вместе с Университетом Висконсин-Милуоки является одним из двух принимающих учреждений проекта распределенных добровольных вычислений Einstein @ Home . [51] Einstein @ Home объединяет вычислительное время на компьютерах добровольцев для поиска сигналов от вращающихся нейтронных звезд в данных, полученных от детекторов гравитационных волн LIGO , от больших радиотелескопов и от космического гамма-телескопа Ферми .

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Три журнала открытого доступа перемещаются в Springer» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  2. ^ «История» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  3. ^ "Астрофизическая и космологическая теория относительности" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  4. ^ "Вычислительная релятивистская астрофизика" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  5. ^ «Квантовая гравитация и единые теории» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  6. ^ "Лазерная интерферометрия и гравитационно-волновая астрономия" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  7. ^ "Наблюдательная теория относительности и космология" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  8. ^ a b «Менеджмент» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  9. ^ «Геометрия и гравитация» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  10. ^ "Поиск непрерывных гравитационных волн" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  11. ^ "Наблюдения за двойным слиянием и численная теория относительности" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  12. ^ "Теория гравитации и космология" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  13. ^ "Программа совершенства Лиз Мейтнер" . www.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  14. ^ «Гравитация, квантовые поля и информация» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  15. ^ "Историческая эпистемология окончательной программы теории" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  16. ^ "Теоретическая космология" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  17. ^ «Международные - партнерские группы» . www.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  18. ^ «Группы партнеров Макса Планка» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  19. ^ "Partnergruppen" . www.mpg.de (на немецком языке) . Проверено 17 сентября 2020 .
  20. ^ "Справочник научного сотрудничества LIGO" . roster.ligo.org . Проверено 17 сентября 2020 .
  21. ^ "Справочник научного сотрудничества LIGO" . roster.ligo.org . Проверено 17 сентября 2020 .
  22. ^ "Справочник научного сотрудничества LIGO" . roster.ligo.org . Проверено 17 сентября 2020 .
  23. ^ "АЛИГО PSL" . Проверено 18 сентября 2020 .
  24. ^ «Ценный груз в открытом море» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  25. ^ "Еще один мощный лазер для охотников за волнами" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  26. ^ «Передовые технологии из Ганновера для детектора гравитационных волн Virgo в Италии» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  27. ^ Дева Сотрудничество; Acernese, F .; Agathos, M .; Aiello, L .; Allocca, A .; Amato, A .; Ansoldi, S .; Antier, S .; Arène, M .; Arnaud, N .; Асчензи, С. (05.12.2019). «Увеличение астрофизической досягаемости усовершенствованного детектора Девы за счет применения сжатых вакуумных состояний света» . Письма с физическим обзором . 123 (23): 231108. DOI : 10,1103 / PhysRevLett.123.231108 .
  28. ^ "Выдавленный свет успех у Девы" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  29. ^ «Будущее гравитационно-волновой астрономии» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  30. ^ "Руководящий комитет ET" . www.et-gw.eu . Проверено 17 сентября 2020 .
  31. ^ «Федеральное министерство образования и исследований поддерживает разработку телескопа Эйнштейна» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  32. ^ «Гравитационно-волновая астрономия и физика элементарных частиц - объединение лучшего из двух миров для будущих открытий» . www.aei.mpg.de . Проверено 18 сентября 2020 .
  33. ^ "Дом" . www.geo600.org . Проверено 17 сентября 2020 .
  34. ^ «ЛИЗА Следопыт - самое тихое место в космосе» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  35. ^ «LISA Pathfinder превосходит ожидания» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  36. ^ "главная | LTPDA" . www.elisascience.org . Проверено 17 сентября 2020 .
  37. ^ a b "Консорциум LISA | Lisamission.org" . www.lisamission.org . Проверено 17 сентября 2020 .
  38. ^ "Список групп (AZ) | Lisamission.org" . www.lisamission.org . Проверено 17 сентября 2020 .
  39. ^ "Лабораторные эксперименты по космической интерферометрии" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  40. ^ "Новый лазерный прибор на борту GRACE-Follow-On измеряет гравитационное поле Земли с высокой точностью" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  41. ^ «Партнеры» . www.imprs-gcq.aei.mpg.de . Проверено 3 июня 2020 .
  42. ^ «Соавторы» . imprs-gw.aei.mpg.de . Проверено 3 июня 2020 .
  43. ^ «Исследовательские группы» . imprs-gw.aei.mpg.de . Проверено 6 октября 2020 .
  44. ^ «Партнеры» . imprs-gw.aei.mpg.de . Проверено 3 июня 2020 .
  45. ^ "Весенняя школа Юргена Элерса" . Проверено 17 сентября 2020 .
  46. ^ «Публичные мероприятия» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  47. ^ «Ноябрь науки 2018» . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  48. ^ "Эйнштейн Махт Шуле" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  49. ^ «Правовая информация / Идентификация провайдера« Einstein-Online » . Проверено 17 сентября 2020 .
  50. ^ "Журналист в резиденции" . www.aei.mpg.de . Проверено 17 сентября 2020 .
  51. ^ «Выходные данные / Идентификация поставщика | Einstein @ Home» . einsteinathome.org . Проверено 6 октября 2020 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Домашняя страница Института гравитационной физики Макса Планка
  • Einstein Online - информационный веб-сайт о теориях относительности Альберта Эйнштейна, размещенный в институте.
  • Веб-сайт Консорциума LISA на базе института

Координаты : 52 ° 24′59 ″ с.ш., 12 ° 58′9 ″ в.д. / 52,41639 ° с. Ш. 12,96917 ° в. / 52.41639; 12,96917


  • v
  • т
  • е