Japoński detektor fal grawitacyjnych KAGRA wkrótce połączy siły z amerykańskim LIGO oraz włoskim Virgo w poszukiwaniu fal grawitacyjnych. Przedstawiciele trzech obserwatoriów podpisali porozumienie o współpracy i wymianie danych.
Japońskie obserwatorium fal grawitacyjnych KAGRA (Kamioka Gravitational-Wave Detector) w miejscowości Kamioka zostało niedawno ukończone i obecnie znajduje się w fazie rozruchu. Budowę rozpoczęto w 2010 roku i była ona nadzorowana przez naukowców z Instytutu Badań Promieni Kosmicznych Uniwersytetu w Tokio, Narodowego Obserwatorium Astronomicznego w Japonii oraz Organizacji Badań nad Akceleratorami Wysokich Energii.
KAGRA jest czwartym zaawansowanym detektorem fal grawitacyjnych na świecie, po dwóch detektorach LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) w USA (jeden w Waszyngtonie, drugi w Luizjanie) i detektorze Virgo z siedzibą w Europejskim Obserwatorium Grawitacyjnym we Włoszech. Naukowcy mają nadzieję, że KAGRA pomoże precyzyjniej wykrywać źródła fal grawitacyjnych.
- To świetny przykład międzynarodowej współpracy naukowej – powiedział David Reitze z Caltech oraz LIGO. - Przyłączenie KAGRA do naszej sieci obserwatoriów fal grawitacyjnych znacznie usprawni nasze wysiłki w nadchodzącej dekadzie – dodał.
Zarządzający japońskim detektorem mają nadzieję, że KAGRA dołączy do trwającej trzeciej kampanii obserwacyjnej, która została uruchomiona w kwietniu tego roku i ma potrwać rok.
- W końcu zakończyliśmy projekt budowlany, który zajął nam dziewięć lat - powiedział Takaaki Kajita, główny badacz projektu KAGRA, laureat Nagrody Nobla z fizyki z 2015 roku. - Obecnie dopracowujemy system, abyśmy mogli dołączyć do międzynarodowej obserwacji, w której weźmiemy udział jako azjatycki detektor fal grawitacyjnych. Dziękujemy wszystkim, którzy pomogli nam dotrzeć tak daleko i prosimy o dalsze wsparcie w przyszłości – dodał.
W 2015 roku, dzięki detektorom LIGO udało się zarejestrować pierwsze fale grawitacyjne. Ich istnienie przewidział ponad 100 lat temu Albert Einstein. Mimo że sygnały odebrano we wrześniu 2015 roku, to poinformowano o tym dopiero w lutym następnego roku, ze względu na czas potrzebny do analizy danych i upewnienia się, że to faktycznie fale grawitacyjne. Od tamtej pory zidentyfikowali ponad 30 prawdopodobnych detekcji fal grawitacyjnych powstałych głównie w wyniku zderzenia czarnych dziur, ale wśród nich są dwie detekcje „zmarszczek czasoprzestrzeni”, które pochodziły prawdopodobnie z połączenia gwiazd neutronowych.
Przyłączenie się KAGRA do sieci detektorów znacznie poprawi ich zdolności do wykrywania samych fal, jak i miejsc, gdzie doszło do ich wytworzenia. - Im więcej detektorów mamy w globalnej sieci, tym dokładniej możemy zlokalizować sygnały fali grawitacyjnej i tym lepiej możemy określić istotę zdarzeń kataklizmicznych, które wytworzyły sygnały - wyjaśnił Reitze.
Czwarty detektor zwiększy również ogólną szybkość wykrywania fal grawitacyjnych, pomagając naukowcom zrozumieć niektóre z najbardziej energetycznych zdarzeń we Wszechświecie.
Japoński detektor jest pionierem dwóch nowych podejść do wyszukiwania „zmarszczek czasoprzestrzeni”. Kilometrowy detektor w całości mieści się pod powierzchnią, co pozwoli tłumić zakłócenia powodowane przez wiatry i aktywność sejsmiczną. Japończycy zastosowali także system chłodzonych kriogenicznie zwierciadeł, by ograniczyć szum termiczny.
- Funkcje te mogą nadać kierunek dla przyszłych detektorów fal grawitacyjnych o znacznie wyższych czułościach. Dlatego powinniśmy dołożyć wszelkich starań, aby udowodnić, że podziemna instalacja i lustra kriogeniczne są przydatne – zaznaczył Kajita.
Umowa o współpracy obejmuje także niemiecko-brytyjski detektor GEO600. Chociaż GEO600 nie jest wystarczająco czuły, aby wykryć sygnały fali grawitacyjnej z odległych zdarzeń, jest istotny do testów nowych technologii, które mogą okazać się kluczowe dla udoskonalenia przyszłych detektorów. Ponadto oczekuje się, że do sieci detektorów w 2025 dołączy detektor LIGO w Indiach.
Źródło: LIGO Caltech, fot. ICRR, Univ. of Tokyo
