E-Book sobre la detecció d'ones gravitacionals


En aquestes pàgines volem donar una introducció fàcil i breu a una sèrie d'aspectes relacionats amb les ones gravitacionals i els instruments que s'utilitzen per a la seva detecció.

Aquest e-book sobre ones gravitacionals està disponible en els idiomes següents:
English, Español, 简体中文, Deutsch, Italiano i Català.

Vista aérea de GEO 600

Vista aèria de GEO 600. Crèdits: Albert Einstein Institut Hannover

Els detectors d'ones gravitacionals terrestres, com a GEO 600 (imatge superior), són grans interferòmetres làser en forma de L que poden mesurar distorsions diminutes de l'espai (espai-temps). La L està formada per un gran sistema de buit amb el qual aïllam els elements òptics i els làsers de l'entorn que els envolta, normalment sorollós. Els raigs làser molt potents i molt estables recorren els braços de la L en un viatge d'anada i de tornada abans de ser detectats per un fotodetector. Fins al més mínim canvi en la longitud d'un dels braços de la L serà visible com un canvi en el senyal del fotodetector.


Les ones gravitacionals són distorsions en l'espai-temps que es creen per fenòmens còsmics com ara les col·lisions d'estrelles. Aquestes distorsions recorren l'univers a la velocitat de la llum. Quan arriben a la Terra es poden mesurar com a petits canvis en les distàncies i per això els interferòmetres en forma de L són l'instrument perfecte per a cercar-les.

La clau perquè la construcció d'un detector d'ones gravitacionals tinga èxit és que s'usen parts molt estables i d'alta qualitat, ja que així no hi haurà canvis no desitjats en les longituds que es volen mesurar. Això requereix unir sofisticats sistemes de diversos tipus, com un sistema d'ultra buit, suspensions mecàniques, làsers de gran potència i miralls especialment dissenyats. En les seccions d'aquest e-book proporcionam una breu introducció a tots aquests sistemes.

Aquesta col·lecció de texts ha estat escrita pels membres del Grup d'Ones Gravitacionals a Birmingham com l'e-book de complement al nostre joc d'ordinador Space Time Quest.