Virgo (Gravitationswellendetektor)

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Virgo ist ein französisch-italienischer Gravitationswellendetektor, dessen Kernstück ein Michelson-Interferometer mit je drei Kilometer langen Armen ist.

Der Detektor war in den Jahren 2007 bis 2011 im Betrieb. Seither ist er außer Betrieb genommen, um die Empfindlichkeit weiter zu erhöhen. Ende 2015 soll der neue, empfindlichere Detektor advanced Virgo in Betrieb genommen werden.

Technische Daten[Bearbeiten]

Empfindlichkeit des VIRGO und des advanced VIRGO Detektors in Abhängigkeit von der Frequenz. Zum Vergleich sind auch die Empfindlichkeiten von anderen Detektoren (eLISA, EPTA) und die Intensität verschiedener Quellen eingezeichnet.

Der advanced Virgo befindet sich auf dem Gelände des Europäischen Gravitationswellen-Observatoriums (EGO) in Santo Stefano a Macerata (Cascina) in Italien in derselben Anlage, in der sich der Vorgänger-Detektor der Virgo befunden hat.

Das Interferometer besteht aus zwei Armen mit einer Länge von je 3 km, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Diese Arme sind evakuierte Röhren mit einem Durchmesser von 1,2 m. Das Laserlicht wird in diesem Interferometer mehrere Male hin- und hergeworfen, sodass ein Interferometer mit einer effektiven Armlänge von etwa 100 km entsteht. Die verwendeten Spiegel reflektieren 99,999 % des infraroten Laserlichts, das auf sie trifft. Die Leistung des Lasers beträgt 200 W, allerdings wird der Laserstrahl mehrmals überlagert, sodass eine um ein Vielfaches höhere effektive Leistung erreicht werden kann. Die Wellenlänge des ausgesandten Lichts beträgt 1064 nm. Sowohl die Leistung des Lasers als auch die Frequenz des Lichts müssen möglichst konstant sein.

Der Virgo-Detektor deckt den Frequenzbereich von etwa 10 Hz bis 10 kHz ab. Die untere Nachweisgrenze dieses Detektors liegt bei Amplituden in der Größenordnung von 10−22. Somit sollte der Detektor Gravitationswellen, die von massiven Doppelsternsystemen oder Supernovae stammen, messen können. Für die Beobachtung einer Kollision eines Doppelsternsystems beträgt die Reichweite des Detektors etwa 300 Mio. Lichtjahre. Ein solches Ereignis innerhalb der Reichweite wird einige Male pro Monat erwartet.

Funktionsweise[Bearbeiten]

Hauptartikel: Gravitationswellendetektor

Wenn eine Gravitationswelle durch den Detektor durchläuft, ändert sich die Länge der Arme des Interferometers. Dadurch kommt es zu einer Phasenverschiebung zwischen den Laserstrahlen in den beiden Armen und das Interferenzmuster, das nach der Überlagerung der beiden Strahlen entsteht, verändert sich. Die Änderung dieses Interferenzmusters kann gemessen werden.

Geschichte[Bearbeiten]

1989 wurde der Projektantrag für Virgo gestellt und 1994 wurde er akzeptiert. Die Planung wurde 1997 abgeschlossen. 2003 wurde der Bau fertiggestellt; danach wurde der Detektor kalibriert und getestet. 2007 bis 2011 wurden zum ersten Mal Daten gesammelt. Seither wird der Detektor verbessert, was voraussichtlich Ende 2015 abgeschlossen sein wird. Dann sollen von 2016 bis 2020 wieder Daten gesammelt werden.

Der alte Virgo Detektor hatte eine 10 mal geringere Empfindlichkeit, seine untere Nachweisgrenze lag also bei Amplituden von 10−21. Dadurch war die Reichweite für die Beobachtung nur 1/10 so groß und folglich das beobachtbare Volumen nur 1/1000 so groß. Während jetzt mehrere beobachtbare Ereignisse pro Monat erwartet werden, war es damals eins alle 20 bis 50 Jahre.

Die höhere Genauigkeit des advanced Virgo wurde einerseits durch die Verbesserung der Spiegel und des Vakuums und andererseits durch die Verwendung eines Laser mit der 10 fachen Leistung erreicht.

Es besteht eine enge Kooperation mit anderen Gravitationswellendetektoren; die Daten werden gemeinsam gesammelt und analysiert und es werden gemeinsame Publikationen herausgegeben.

Siehe auch[Bearbeiten]

Quellen[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

43.63138888888910.504722222222Koordinaten: 43° 37′ 53″ N, 10° 30′ 17″ O