Японские ученые уже получают первые результаты от испытаний детектора, который будет намного точнее, чем аналогичные приборы. Планируется, что новый «ловец» гравитационных волн будет запущен в этом году, сообщается на сайте arXiv.org.
Новый детектор под названием KAGRA, расположенный в подземной обсерватории Kamioka (Япония), должен будет фиксировать признаки пульсаций, распространяющихся в пространстве-времени, иначе – гравитационных волн. Впервые они были обнаружены в сентябре 2015 года двумя детекторами-близнецами обсерватории LIGO. Вероятно, эти гравитационные волны возникли в результате слияния двух чёрных дыр и образования одной более массивной вращающейся чёрной дыры.
Помимо LIGO, чьи детекторы расположились в Хэнфорде (США, штат Вашингтон) и в Ливингстоне (штат Луизиана), за гравитационными волнами «шпионит» детекторы обсерватории Virgo, которая расположена недалеко от Пизы, в Италии. Японский KAGRA присоединится к их миссии и даже сможет похвастаться некоторыми преимуществами перед ними. В отличие от детекторов LIGO и Virgo, KAGRA находится под землей и использует технику охлаждения зеркал, что в совокупности уменьшает количество лишних колебаний, которые могут помешать в поиске пульсаций из космоса.
KAGRA состоит из двух «рукавов» длиной три километра, расположенных в форме латинской буквы «L». Внутри каждого рукава лазерный луч отражается между двумя зеркалами (на фото), расположенными на обоих концах. Свет действует как гигантский измерительный стержень, фиксирующий крошечные изменения длины каждого «рукава», которые могут быть вызваны проходящей гравитационной волной, растягивающей и сжимающей пространство-время.
Поскольку детекторы гравитационных волн определяют изменения длины в микроскопических масштабах (меньше, чем диаметр протона), незначительные эффекты, такие как покачивание молекул на поверхностях зеркал, могут мешать точности измерений и чистоте эксперимента. Охлаждение зеркал примерно до 20 кельвинов (-253 ° по Цельсию) ограничивает это колебание.
В испытаниях, проведенных весной 2018 года, исследователи охладили только одно из четырех зеркал KAGRA, говорит руководитель проекта Такааки Кадзита (Takaaki Kajita) из Токийского университета. Когда детектор запустится по-настоящему, остальные зеркала тоже будут охлаждены.
Тот факт, что детектор находится под землей, также помогает предотвратить вибрацию зеркал из-за активности на поверхности Земли. Инструменты LIGO, например, настолько чувствительны, что на них могут воздействовать грохочущие грузовики или даже сильный ветер. Подземное «логово» KAGRA должно быть значительно тише.
[Фото: ICRR, UNIV. OF TOKYO, NAOJ / SCIENCE NEWS]
