Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
MiniGrail
Местоположение (а)Нидерланды Отредактируйте это в Викиданных
ОрганизацияЛейденский университет Отредактируйте это в Викиданных
Стиль телескопагравитационно-волновая обсерватория Отредактируйте это в Викиданных
Веб-сайтwww .minigrail .nl Отредактируйте это в Викиданных
[ редактировать в Викиданных ]

MiniGRAIL был разновидностью резонансной массовой антенны [1], представляющей собой массивную сферу, которая использовалась для обнаружения гравитационных волн . MiniGRAIL был первым детектором сферической формы. Он расположен в Лейденском университете в Нидерландах . Руководил проектом Лаборатория Камерлинг-Оннеса . [2] Также активно участвовала группа из отдела теоретической физики Женевского университета , Швейцария . Проект был прекращен в 2005 году.

Гравитационные волны - это тип излучения, которое испускается объектами, имеющими массу и испытывающими ускорение. Ожидается, что самыми сильными источниками гравитационных волн будут компактные объекты, такие как нейтронные звезды и черные дыры . Этот детектор может обнаруживать определенные типы нестабильности во вращающихся одиночных и двойных нейтронных звездах, а также слияние маленьких черных дыр или нейтронных звезд. [3]

Дизайн [ править ]

Преимущество сферической конструкции состоит в том, что она способна обнаруживать гравитационные волны, приходящие с любого направления, и чувствительна к поляризации. [4] Когда гравитационные волны с частотами около 3000 Гц прохода через мяч MiniGRAIL, он будет вибрировать со смещениями порядка 10 -20 м. [5] Для сравнения, поперечное сечение одиночного протона (ядра атома водорода ) составляет 10 -15 м (1 фм). [6]

Для повышения чувствительности детектор предполагался для работы при температуре 20 мК. [2] Первоначальная антенна для детектора MiniGRAIL представляла собой сферу диаметром 68 см, изготовленную из сплава меди с 6% алюминия. Эта сфера имела массу 1150 кг и резонировала с частотой 3250 Гц. Он был изолирован от вибрации семью массами по 140 кг. Полоса пропускания детектора должен был быть ± 230 Гц. [3]

При отливке шара появилась трещина, которая снизила качество до недопустимого уровня. Его заменила сфера диаметром 68 см и массой 1300 кг. Он был изготовлен компанией ItalBronze в Бразилии. Большая масса снизила резонансные частоты примерно на 200 Гц. [7] Сфера подвешена на тросах из нержавеющей стали, к которым прикреплены пружины и массы для гашения вибраций. Охлаждение осуществляется с помощью холодильника для разбавления . [8]

Испытания при температуре 5 K показали детектор иметь чувствительность пиковой деформации в 1,5 × 10 -20 Гц - 1 / 2 на частоте 2942.9 Гц. Над полосой частот 30 Гц, чувствительность штамма был больше , чем 5 × 10 -20 Гц - 1 / 2 . Ожидается, что эта чувствительность улучшится на порядок, когда прибор будет работать при 50 мК. [4]

Аналогичный детектор под названием « Марио Шенберг » находится в Сан-Паулу . Взаимодействие детекторов сильно увеличивает шансы обнаружения совпадений. [9]

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Schutz, Bernard (2009-05-14). Первый курс общей теории относительности (2-е изд.). Кембридж. С.  214–220 . ISBN 978-0521887052.
  2. ^ а б де Ваард, А; и другие. (2003). «МиниГРЭЙЛ, первый сферический детектор». Классическая и квантовая гравитация . 20 (10): S143 – S151. Bibcode : 2003CQGra..20S.143D . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 20/10/317 .
  3. ^ a b Ван Хауэлинген, Йерун (24.06.2002). «Разработка сверхпроводящей тонкопленочной Nb-катушки для использования в преобразователях MiniGRAIL» (PDF) . Лейденский университет . С. 1–17 . Проверено 16 сентября 2009 .
  4. ^ a b Gottardi, L .; Де Ваард, А .; Усенко, О .; Frossati, G .; Подт, М .; Flokstra, J .; Бассан, М .; Fafone, V .; и другие. (Ноябрь 2007 г.). «Чувствительность детектора сферических гравитационных волн MiniGRAIL, работающего на 5К». Physical Review D . 76 (10): 102005.1–102005.10. arXiv : 0705.0122 . Bibcode : 2007PhRvD..76j2005G . DOI : 10.1103 / PhysRevD.76.102005 . S2CID 119261963 . 
  5. ^ Брюинз ЕППО (2004-11-26). «Послушайте, две черные дыры сталкиваются!» . инновации-отчет . Проверено 16 сентября 2009 .
  6. ^ Форд, Кеннет Уильям (2005). Квантовый мир: квантовая физика для всех . Издательство Гарвардского университета . п. 11 . ISBN 0-674-01832-X.
  7. ^ де Ваард, А .; и другие. (2005). "Отчет о проделанной работе MiniGRAIL 2004" . Классическая и квантовая гравитация . 22 (10): S215 – S219. Bibcode : 2005CQGra..22S.215D . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 22/10/012 .
  8. ^ де Ваард, А .; и другие. (Март 2004 г.). «Охлаждение MiniGRAIL до температуры в милликельвинах». Классическая и квантовая гравитация . 21 (5): S465 – S471. Bibcode : 2004CQGra..21S.465D . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 21/5/012 .
  9. ^ Frajuca, Карлос; и другие. (Декабрь 2005 г.). "Резонансные преобразователи для детекторов сферических гравитационных волн" (PDF) . Бразильский журнал физики . 35 (4b): 1201–1203. Bibcode : 2005BrJPh..35.1201F . DOI : 10.1590 / S0103-97332005000700050 .

Внешние ссылки [ править ]

  • MiniGRAIL в Интернете