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VIRGO
Empfindlicher durch Quetschlicht
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik
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26. Januar 2018

Ab dem Herbst soll mit den beiden LIGO-Detektoren in den USA und dem Virgo-Detektor in Italien wieder nach Gravitationswellen gefahndet werden. Dazu laufen derzeit die Vorbereitungen. Am Virgo-Detektor wurde nun eine in Hannover entwickelte Quetschlichtquelle installiert, durch die die Empfindlichkeit von Virgo deutlich erhöht werden wird.

Quetschlichtquelle

Die AEI-Forscher Harald Lück, Moritz Mehmet und Henning Vahlbruch installieren gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen von Virgo die in Hannover entwickelte Quetschlichtquelle in einem Reinraum am Gravitationswellen-Detektor Virgo. Bild: H. Lück/B. Knispel/Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik [Großansicht]

Ein Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut; AEI) Hannover und des Instituts für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover hat für den Gravitationswellen-Detektor Virgo nahe Pisa eine sogenannte Quetschlichtquelle entwickelt. Nun lieferte das Team aus Hannover den Aufbau dorthin, nahmen ihn in Betrieb und übergaben ihn an die Kolleginnen und Kollegen. Damit soll Virgo ab Herbst 2018 gemeinsam mit dem weltweiten Netzwerk der Gravitationswellen-Detektoren empfindlicher nach Einsteins Gravitationswellen lauschen als jemals zuvor.

"Beim deutsch-britischen Gravitationswellen-Detektor GEO600 nahe Hannover kommt seit 2010 eine Quetschlichtquelle routinemäßig zum Einsatz. Sie hat das von GEO600 belauschte Universum bis zu viermal vergrößert", erläutert Prof. Dr. Karsten Danzmann, Direktor am AEI Hannover und Direktor des Instituts für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover. "Die Entwicklung und Perfektion dieser Spitzentechnologie ist ein weiteres erfolgreiches Kapitel in der Geschichte von GEO600 als Ideenschmiede der weltweiten Gravitationswellen-Forschungsgemeinschaft."

Die beiden US-amerikanischen LIGO-Instrumente und der Virgo-Detektor in der Toskana werden derzeit in Vorbereitung auf den nächsten gemeinsamen Beobachtungslauf "O3", der im Herbst 2018 beginnen soll, weiter ausgebaut und verbessert. Mit O3 soll die kürzlich begonnene Gravitationswellen-Astronomie durchstarten: Die weltweite Forschergemeinschaft erwartet eine Vielzahl weiterer Gravitationswellensignale von verschmelzenden Schwarzen Löchern und erneute Nachweise verschmelzender Neutronensterne.

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Virgo erhielt dafür nun eine wertvolle Ergänzung aus Hannover: Eine sogenannte Quetschlichtquelle soll die Empfindlichkeit von Virgo mit dem Beginn von O3 deutlich verbessern. Der maßgeschneiderte Aufbau ist eine Dauerleihgabe des AEI an Virgo und hat einen Wert von rund 400.000 Euro.

In allen interferometrischen Gravitationswellen-Detektoren (LIGO, Virgo und GEO600) ist die Empfindlichkeit für die Kräuselungen der Raumzeit, die von kosmischen Großereignissen zeugen, von quantenmechanischen Effekten grundlegend begrenzt. Diese rufen ein Hintergrundrauschen hervor, welches das mittels Laserlicht zu messende Gravitationswellensignal überlagert.

"Dieses Hintergrundrauschen tritt selbst bei vollkommener Dunkelheit auf und lässt sich niemals vollkommen beseitigen. Wir können es aber so verändern – wir nennen das dann quetschen –, dass es die Gravitationswellen-Messung weniger stört", erläutern Dr. Henning Vahlbruch und Dr. Moritz Mehmet vom AEI Hannover, die die Quetschtlichtquelle gebaut und am Virgo-Detektor in Betrieb genommen haben. "Unser Aufbau erzeugt gewissermaßen eine Dunkelheit, die besser ist als die Natur normalerweise erlaubt – mit diesem veränderten Rauschen steigern wir die Empfindlichkeit der Detektoren."

Die Empfindlichkeit aller interferometrischen Gravitationswellen-Detektoren lässt sich langfristig nur durch die Verwendung von ähnlichen Quetschlichtquellen weiter steigern. Auch geplante Detektoren der dritten Generation wie das europäische Einstein-Teleskop werden auf diese Technologie angewiesen sein.

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siehe auch
Gravitationswellen: Heisenbergs Unschärferelation ausgetrickst - 1. Juli 2013
GEO600: Gravitationswellenjagd mit gequetschtem Laser - 12. September 2011
Gravitationswellen: High-Tech-Laser macht Detektoren empfindlicher - 25. Januar 2008
Links im WWW
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik
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