En un detector de ondas gravitacionales, los espejos actúan como “masas de prueba” que sienten la influencia de las ondas gravitacionales. Esto los convierte en algo muy importante para el detector, por lo que tienen que diseñarse de forma muy precisa a varios niveles.

Los espejos en un detector de ondas gravitacionales tienen dos partes, el sustrato y el recubrimiento. El sustrato es la parte principal del espejo y se trata básicamente de una gran pieza trasparente de vidrio o cristal. En el futuro detector Advanced LIGO el sustrato será una pieza cilíndrica de un vidrio especial, llamado sílice fundido, ¡de 34 cm de diámetro y un grosor de 20 cm! Para dar a un espejo sus características reflectantes se aplica el recubrimiento sobre el sustrato. Los recubrimientos están hechos de varias capas, alternando sucesivamente capas de materiales con alto y bajo índice de refracción. En cada unión de estos dos tipos de capas se refleja algo de luz, así que cuantas más capas hay, más alta es la reflectividad total del recubrimiento.

Los espejos tienen que ser super lisos para que la luz del láser no se disperse en la dirección equivocada y se pierda. También deben de estar siempre extremadamente limpios porque incluso una pequeña mota de polvo puede arruinar un haz puro y reducir la sensibilidad del detector.

La mayoría de los espejos del detector tienen que transmitir algo de luz al mismo tiempo que la reflejan, por lo que es crucial que el sustrato sea muy trasparente. Toda la luz que sea absorbida en el sustrato no llegará al interferómetro y además también calentará el centro del espejo, creando una "lente térmica", lo que puede crear otros problemas en el detector.

Tener pérdidas ópticas bajas es una de las propiedades cruciales para los espejos, pero, ¿qué otras propiedades hemos de considerar cuando elegimos los materiales para hacer los espejos? Resulta que también es muy importante que los materiales tengan pérdidas mecánicas bajas. ¿Qué quiere decir esto? Pues que si golpearas ligeramente el espejo para hacerlo sonar, debería de seguir sonando durante bastante tiempo. Esto es muy importante para minimizar el ruido térmico de los espejos. ¿Cuál es la fuente de este ruido térmico? ¡Las diminutas vibraciones térmicas de los átomos que lo componen! Si el espejo tiene pérdidas mecánicas muy pequeñas, las vibraciones se pueden confinar a un rango muy pequeño en torno a la frecuencia de resonancia del espejo, que está fuera del rango de frecuencias en el que esperamos ver ondas gravitacionales.

Los materiales cristalinos tienden a ser los materiales con las pérdidas mecánicas y ópticas más bajas, lo que les convierte en una buena elección para los espejos. El futuro detector japonés LCGT usará espejos de zafiro que pesan decenas de kilos (¡menudo anillo de compromiso se podría hacer con eso!). Otros materiales cristalinos incluyen sílice y silicio. Por supuesto el diamante sería aún mejor, ¡pero es muy difícil conseguir un diamante tan grande!