Японский подземный детектор присоединяется к глобальной "охоте" на гравитационные волны - «Наука и технологии»

Четвертый детектор гравитационных волн, расположенный в Префектуре Гифу, Япония, с декабря этого года присоединится к глобальному поиску высокоэнергетических событий и явлений, которые вызывают искажения пространственно-временного континуума. В настоящее время детектор KAGRA (Kamioka Gravitational-Wave Detector) находится на этапе его ввода в эксплуатацию, после чего, его совместная работа с другими детекторами обеспечит более точную регистрацию гравитационных волн, измерение параметров волн и определение местоположения их источника.

Так же, как и оба детектора LIGO, итальянский детектор Virgo, KAGRA использует технологию лазерной интерферометрии для регистрации крошечных искажений пространственно-временного континуума, называемых гравитационными волнами. Эксперимент представляет 2 подземных туннеля, длиной 3 километра, по которым, при помощи системы расщепления посылаются лучи лазерного света из одного источника. Эти лучи отражаются от зеркал, стоящих в конце туннелей и возвращаются к исходной точке, складываются и порождают оптический сигнал, улавливаемый высокочувствительным датчиком.

Основным отличием детектора KAGRA от других детекторов является то, что он является первым, туннели которого проложены на значительной глубине, что делает детектор менее чувствительным к посторонним внешним шумам, вносящим искажения в принимаемые сигналы. Также детектор KAGRA является единственным оборудованным зеркалами с криогенным охлаждением, использование которых позволит уменьшить шумы, вызываемыми тепловыми эффектами.

Напомним нашим читателям, что два детектора LIGO, веденные в строй самыми первыми, в 2015 году зарегистрировали первый пакет гравитационных волн, порожденных столкновением черных дыр массой, превосходящей массу Солнца в два десятка раз. В 2017 году к охоте на гравитационные волны присоединился итальянский детектор Virgo, и совместными усилиями всех трех детекторов были получены сигналы от столкновения нейтронных звезд. За все эти достижения трое из основателей проекта LIGO получили в 2017 году Нобелевскую премию по физике.

Четвертый детектор станет достаточно важным дополнением к глобальной системе. Он обеспечить независимую проверку данных, получаемых детекторами LIGO, и позволит более точно устанавливать природу происхождения гравитационных волн. Отметим, что сейчас для установления источника гравитационных волн используются обычные телескопы, которые наводятся на область неба по координатам, вычисленным датчиками гравитационных волн. Но, несмотря на несколько удачных случаев, с 2017 года не было зарегистрировано ни одного события, для которого удалось бы рассчитать координаты источника и получить подтверждение его природы. Четвертый детектор позволит определять координаты источника более точно, давая астрономам меньшую площадь неба для поисков экстраординарных явлений.

Сооружение детектора KAGRA было закончено весной этого года, и буквально на днях организации, курирующие проекты LIGO, Virgo и KAGRA подписали меморандум о совместной работе и соглашение об обмене всеми получаемыми данными. Согласно планам, все четыре детектора начнут совместную работу с декабря этого года по апрель следующего года.