げきこう干涉かんしょう引力いんりょく天文台てんもんだい

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重定しげさだこうLIGO
げきこう干涉かんしょう重力じゅうりょく天文台てんもんだい
LIGO
LIGOかん福德ふくとくひかえせいしつ
基本きほん資料しりょう
組織そしきLIGO科学かがく协作組織そしき
位置いち华盛顿州かん福德ふくとく
みちえき斯安那州なす利文としふみ斯頓
すわ46°27′18.52″N 119°24′27.56″W / 46.4551444°N 119.4076556°W / 46.4551444; -119.4076556 (LIGO Hanford Observatory)
30°33′46.42″N 90°46′27.27″W / 30.5628944°N 90.7742417°W / 30.5628944; -90.7742417 (LIGO Livingston Observatory)
波長はちょう43—10,000公里くり(27—6,214英里えり
しきりつ:30-7000Hz
建築けんちく1999ねん
けいよう2002ねん8がつ23にち
望遠鏡ぼうえんきょう型式けいしき引力いんりょく天文台てんもんだい
口徑こうけい4,000まい(13,000えいじゃく
http://www.ligo.org/
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げきこう干涉かんしょう引力いんりょく天文台てんもんだい英語えいごLaser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,缩写:LIGOさがせ引力いんりょくてき一个大规模物理实验和天文观测台,其在美國びくにはなもりひたぶるしゅうてき福德ふくとくあずかみちえき斯安那州なすてき利文としふみ斯頓分別ふんべつたてゆうげきこう干涉かんしょう利用りよう兩個りゃんこいく完全かんぜんしょうどうてき干涉かんしょう共同きょうどう進行しんこうふるいけん大幅おおはば減少げんしょう誤判ごはんかり引力いんりょくてき可能かのうせい[1]干涉かんしょうてきれいさとたびきょくだかそく使つかいひじちょうため4千米的干涉臂的長度發生任何變化小至しつてき電荷でんか直徑ちょっけいてきまんふんいちのう夠被精確せいかく察覺。[2]

LIGOゆかり美国びくに国家こっか科学かがく基金ききんかい(NSF)资助,ゆかり加州かしゅう理工りこう学院がくいんあずかあさしょう理工りこう学院がくいんてき物理ぶつり学者がくしゃもと·さくおんろうおさめ·とくみずぶくあずか莱纳·りょうしるべ創建そうけんてきいち科學かがく项目,兩個りゃんこ學院がくいん共同きょうどう管理かんりあずか營運LIGOてき日常にちじょう操作そうさざい2002ねんいたり2010ねんあいだ,LIGO進行しんこうりょうつぎ探測たんそく實驗じっけん蒐集しゅうしゅういた大量たいりょうすうよりどころただしなみ探測たんそくいた引力いんりょくためりょうつつみます探測たんそくてきれいさとたび,LIGO於2010ねん停止ていしうんさく進行しんこう大幅おおはば改良かいりょう工程こうてい。2015ねん,LIGOじゅうしん正式せいしきさがせ测引りょく[3]LIGO科学かがく协作せめ组织参与さんよ该项目的もくてき人員じんいん,估計ぜんたまやくゆう1000科学かがく參與さんよ探測たんそく引力いんりょく,另外,ざい2016ねん12月やくゆう44まんめいかつ跃的Einstein@Homeよう户。[4][5]

ざい2016ねん2がつ11にちLIGO科学かがく协作Virgo协作共同きょうどう发表论文表示ひょうじざい2015ねん9がつ14にち检测到引力いんりょく信号しんごう,其源於距离地球ちきゅうやく13亿光年こうねん处的两个質量しつりょう分別ふんべつため36ふとし阳质りょうあずか29ふとし阳质りょうてきくろほら併合へいごう[6]いんためたいLIGO探測たんそく重力じゅうりょく探測たんそくてき決定けっていせい貢獻こうけん」,さくおん斯和LIGO主任しゅにん巴里ぱり·巴里ぱりさかえ2017ねんだくかいなんじ物理ぶつりがく[7]

歷史れきし[编辑]

LIGO於華もりひたぶるしゅう福德ふくとくてきさがせ测器,其兩個りゃんこ干涉かんしょうひじてき方位ほうい分別ふんべつためN36°WあずかW36°S。[8]
LIGO於路えき斯安那州なす利文としふみ斯頓てきさがせ测器,其兩個りゃんこ干涉かんしょうひじてき方位ほうい分別ふんべつためW28°SあずかS18°E。[8]

引力いんりょく時空じくうてきさざなみ漪。1915ねん爱因斯坦應用おうよう广义しょう对论らい预測引力いんりょくてき存在そんざい,儘管懷疑かいぎ引力いんりょくのう人類じんるい發現はつげんいんため引力いんりょくてきなみはば非常ひじょう微小びしょうなみ且引りょくなみあずか物質ぶっしつてき耦合很微じゃくいちひゃくねんこれ,2015ねん9がつ14にちげきこう干涉かんしょう引力いんりょく天文台てんもんだい(LIGO)おわり直接ちょくせつ探測たんそくいた引力いんりょく[9]:だい1せつLIGOてき建造けんぞう目的もくてき直接ちょくせつ探測たんそくいた引力いんりょくしたがえ而開けい引力いんりょく天文學てんもんがく學術がくじゅつ領域りょういき。LIGOためし探測たんそくぞう超新星ちょうしんせいばく兩個りゃんこくろほらごう并、兩個りゃんこ中子なかごぼしごう并等とうきょう勁引りょくなみげん所產しょさんせいてき引力いんりょく[10]

にわかこく物理ぶつり學者がくしゃむぎ·かずらとくもりのぞみひろしえいMichael Gertsenshteinあずかどるひしげもと斯拉おっと·斯投沃特えいVladislav Pustovoit最早もはや於1962ねん發表はっぴょう論文ろんぶん提議ていぎ建造けんぞう干涉かんしょう探測たんそくらい探測たんそく引力いんりょくただし構想こうそうなみ獲得かくとく重視じゅうし[11]よんねん,於どるひしげもとまいしか·ぬのひしげきん斯基えいVladimir Braginski再度さいど提出ていしゅつ構想こうそうしか而仍きゅうやまし而終。後來こうらいやく瑟·韋伯えいJoseph Weberあずか莱纳·也分べつ曾經獨立どくりつはつ表出ひょうしゅつ類似るいじ構想こうそう。韋伯てき學生がくせいはくとく·どるなんじ沃德えいRobert Forwardざいきゅう研究けんきゅう實驗じっけんしつえいHughes Research Laboratories工作こうさく,受到莱纳·てき勵,決定けってい使用しようきゅう研究けんきゅう實驗じっけんしつてき經費けいひらい製造せいぞういちだい干涉かんしょう。1971ねんどるなんじ沃德くびさきたてしげるひじちょう8.5mてきひながた引力いんりょく干涉かんしょう經過けいか150しょうてき探測たんそく以後いごどるなんじ沃德報告ほうこくなみ探測たんそくいた引力いんりょく[9]:だい10せつ

70年代ねんだい斯團たいざいあさしょう理工りこう學院がくいんかん斯·かれりんえいHans Billingだんたいざいとくこくきょうてき马克斯·ろうかつ研究所けんきゅうじょろうおさめ·とくみずぶくだんたいざいかくひしげ斯哥大學だいがく分別ふんべつたてしげるなみ投入とうにゅう运行ひながた引力いんりょく干涉かんしょうどう時期じきもと·さくおんざい加州かしゅう理工りこう學院がくいん組成そせいりょう引力いんりょく實驗じっけんだんたい。1979ねん特別とくべつしたがえかくひしげ斯哥大學だいがく聘請とくみず福來ふきりょうしるべ這團たいなみ建造けんぞう引力いんりょく干涉かんしょう。1983ねんたてしげるいちだい40mひじちょうてき引力いんりょく干涉かんしょうざいあさしょう理工りこう學院がくいんてき斯團たいゆかり實驗じっけん經費けいひ較為缺乏けつぼうただのうけんなりいちだい1.5mひじちょうてき引力いんりょく干涉かんしょう兩個りゃんこだんたい激烈げきれつ兢爭,ためし計畫けいかくあずか製造せいぞうさられいさとしさら先進せんしんてき引力いんりょく干涉かんしょう。1984ねんためりょうさら有效ゆうこうりつ運用うんよう有限ゆうげん資源しげん加州かしゅう理工りこう學院がくいんあずかあさしょう理工りこう學院がくいん同意どうい联合設計せっけいあずか建造けんぞうげきこう干涉かんしょう引力いんりょく天文台てんもんだい(LIGO),なみ且由もと·さくおんろうおさめ·とくみずぶく あずか莱纳·共同きょうどう主持しゅうもち計畫けいかく[3]

1990ねん美國びくに國家こっか基金ききんかい批准ひじゅんりょうLIGO計畫けいかく隔年かくねん美國びくに國會こっかい開始かいしばち款給LIGO計畫けいかく翌年よくねん選定せんていざいみちえき斯安那州なすてき利文としふみ斯頓あずかざい华盛顿州てき福德ふくとく分別ふんべつ建造けんぞうしょうどうてき探測たんそく彼此ひししょう距3000公里くり。這是ためりょうよう利用りよう互相关特性とくせい濾信いきただゆう两个さがせ测器どう时检测到てきしんいきざいゆう可能かのう引力いんりょくてき信号しんごう。1994ねん加州かしゅう理工りこう學院がくいん教授きょうじゅ巴里ぱり·巴里ぱりゆだねためLIGO主任しゅにん建議けんぎ,LIGOおう該設けいため一台可以持續演進的探測器,にんなんれいけん以很容易よういてき進行しんこう改良かいりょうざいてきりょうしるべ開始かいし建造けんぞうLIGO, 1999ねん完工かんこう。2002ねん正式せいしき進行しんこうだいいち探測たんそく引力いんりょく,2010ねん結束けっそく蒐集しゅうしゅうすうよりどころざい這段時間じかん內,なみ探測たんそくいた引力いんりょくただし累積るいせきりょう很多たからたかてき實際じっさいうんさく經驗けいけん探測たんそくてきれいさとたび也越つつみます[3]

ざい2010ねんあずか2015ねんあいだ,LIGOまた進行しんこうりょう大幅おおはば改良かいりょうますきゅうてき探測たんそくしょうため先進せんしんLIGO」(aLIGO)。[12]いた2015ねん9がつ中旬ちゅうじゅん,“世界せかいじょう最大さいだいてき引力いんりょく设施”やめ完成かんせいりょう5ねん,耗資2亿美もとてき检修,总成ほん达到6.2亿美もと[5]なりため有史ゆうし以来いらいよしNSF资助てき最大さいだい规模、さい雄心ゆうしん勃勃ぼつぼつてき项目[註 1][13]ざい2015ねん9がつ18にちさいつぎ开啟正式せいしき观测。這時,さき进LIGOてきれいさとたびやめはつはじめLIGOてきよんばい左右さゆう,它的灵敏はたいちひさげますちょくいたり2021ねん左右さゆう达到设计てき灵敏[14]

2016ねん2がつ11にちLIGO科學かがくだんたいあずかしつおんな干涉かんしょうだんたい宣布せんぷ人類じんるい於2015ねん9がつ14にちくび直接ちょくせつ探測たんそくいた重力じゅうりょくところ探測たんそくいたてき重力じゅうりょくなみげん於雙くろほら併合へいごう兩個りゃんこくろほら分別ふんべつ估計ため29及36ばい太陽たいよう質量しつりょう[15][16]同年どうねん6がつ15にち兩個りゃんこだんたいまた共同きょうどうはつ聲明せいめい表示ひょうじだい二次直接探测到引力波,其發生はっせい於2015ねん12月26にちしたがえ分析ぶんせき相關そうかん探測たんそく信號しんごう學者がくしゃみとめため,該事件じけんよし兩個りゃんこ質量しつりょう分別ふんべつため14.2 (+8.3, −3.7) M⊙ あずか 7.8 (+2.3, −2.3) M⊙てきくろほら併合へいごうしょ造成ぞうせい,其發生はっせい地點ちてんはなれ地球ちきゅうゆう14おく光年こうねんこれとお利文としふみ斯頓探測たんそくさき探測たんそくいた引力いんりょく,1.1 msecこれ,汉福德也とくや探測たんそくいた引力いんりょくざい1びょうかねてき探測たんそく內,信號しんごうしきりつしたがえ35 Hzへるつますだかいたり450 Hzへるつ。這併合へいごう事件じけん命名めいめいためGW151226」。這探測たんそく結果けっかさらしょうじつりょう廣義こうぎ相對そうたいろん[17][18]

任務にんむ[编辑]

したがえ最初さいしょはじめ,NSF就已じゅんもとLIGO從事じゅうじ直接ちょくせつ探測たんそくげん宇宙うちゅうてき引力いんりょくなみ且開けい引力いんりょく天文學てんもんがく這門新興しんこう學術がくじゅつ領域りょういき。LIGO 實驗じっけんしつてき任務にんむため[19][20]

  • 探測たんそく引力いんりょくなみげん
  • 操作そうさLIGOしつらえほどこせ提供ていきょう相關そうかん服務ふくむきゅうこく內與國際こくさい科學かがくだんたい
  • 發展はってん先進せんしん探測たんそくしょ需的基礎きそ科學かがくあずか技術ぎじゅつらいたちいたあずか開拓かいたく干涉かんしょうてきこうのう極限きょくげん
  • 援助えんじょせき於引りょくなみ天文學てんもんがくてき科學かがく教育きょういく積極せっきょくさく劃與勵大眾參與さんよ相關そうかん活動かつどう
  • 成功せいこう完成かんせい先進せんしんLIGO計畫けいかく

LIGOてきえんじ[编辑]

したがえ最早もはやてき計畫けいかく開始かいし,LIGO就不曾被あずかていためいち單一たんいつ實驗じっけん,而是いち不斷ふだん進步しんぽせいえきもとめせいてき天文台てんもんだい,其涉及到世代せだいいよいよれいさとしてき引力いんりょく探測たんそくてき發展はってんあずかうんさく[21]:だい1せつ

はつはじめLIGO[编辑]

LIGOてき簡易かんい布置ふち
曲線きょくせん展示てんじ出初でぞめはじめLIGOだい一次科學運行至第五次科學運行(S1-S5)あずかはつはじめLIGO設計せっけい目標もくひょうてき應變おうへんれいさとたび[20]

はつはじめLIGOゆう三個特別設計的邁克耳孫干涉儀分別裝置於兩個天文台:ざいはなもりひたぶるしゅうかん福德ふくとくてき天文台てんもんだいゆう兩個りゃんこ干涉かんしょうH1あずかH2,其干涉かんしょうひじちょう分別ふんべつため4せんめーとるあずか2せんめーとるざいみちえき斯安那州なす利文としふみ斯頓 てき天文台てんもんだいゆういち干涉かんしょうL1,其干涉かんしょうひじちょうため4せんまいじょりょう干涉かんしょうひじちょう以外いがい,三個干涉儀幾乎完全相同。這樣裝置そうちてき目的もくてきざい排除はいじょ各種かくしゅ當地とうちてき噪聲。よし干涉かんしょうてきてんせん方向ほうこう很寬ひろ引力いんりょくなみげんてき定位ていい需要じゅよういたりしょう使用しようさん探測たんそくらい三角さんかく定位ていい[22]:だい3せつ

はつはじめLIGOためし探測たんそくざい40-7000 Hzへるつしきおびあずかなみはばしょういたり10-21てき引力いんりょく建造けんぞう這麼れいさとしてき探測たんそくいちけんきょく挑戰ちょうせんせいてき工作こうさくわかようたちいた設計せっけい標準ひょうじゅんてき應變おうへんれいさとたび10-21のり必須ひっすのう探測たんそくいたやく10-18べいてき干涉かんしょうひじちょう變化へんか,這比しつてき直徑ちょっけいかえしょう1000ばい探測たんそく必須ひっす採用さいようちょうとく穩定げきこうさい尖端せんたんてき干涉かんしょう技術ぎじゅつぜん沿光がく材料ざいりょう多層たそう震動しんどう隔離かくりとうとうさいたちいた目標もくひょう[22]:だい3-4せつ

しゅげきこういちしゅはん导体泵浦固体こたいげきこうNd:YAG系統けいとうのう提供ていきょうやく10かわらとくしきりつ穩定あずか震幅しんぷく穩定てき連續れんぞくげきこう,其模たいためTEM00こう斯空あいだたい波長はちょうため1064nm。げきこうたばくびさきかい通過つうか電光でんこう調製ちょうせい進行しんこう そう调制[註 2]これげきこうたばざいかい進入しんにゅうLIGO 真空しんくう系統けいとう所有しょゆう干涉かんしょうてき光學こうがくぐみけんあずかひかりたばみちふう閉在ちょうこう真空しんくうえいultra-high vacuum系統けいとうあつきょうやくため10-8-10-9たくなんじ內,這是ためりょう減少げんしょう光波こうはあずか殘餘ざんよ氣體きたい粒子りゅうししょ造成ぞうせいてきそうみなぎところ真空しんくうてきげきこうたばねざい經過けいか輸入ゆにゅうたいきよしじょえいinput mode cleaner進行しんこうだかかい空間くうかんたいてき濾之ざい進入しんにゅう干涉かんしょう[22]:だい4.2せつ[23]:だい1せつ

はつはじめLIGOてき干涉かんしょう主要しゅようゆういち50/50分光ぶんこうあずか兩個りゃんこ終端しゅうたんはかためし質量しつりょうはかためし質量しつりょうてき另一個功能是反射光束的反射鏡。げきこうたばね分光ぶんこう分離ぶんりなり兩個りゃんこげきこうたばね分別ふんべつ傳播でんぱ兩個りゃんこ干涉かんしょうひじちょくいた終端しゅうたんはかためし質量しつりょう反射はんしゃかい分光ぶんこう兩個りゃんこげきこうたばねざい分光ぶんこうさんせい干涉かんしょう現象げんしょう假設かせつりょうじょうみちてきほど使とく兩個りゃんこげきこうたばねざいしたがえ分光ぶんこうどおりむかいひかり探測たんそくあいだてき輸出ゆしゅつささえさんせいしょうけしせい干涉かんしょうのりこう探測たんそくかいりょういたげきこうたばてき照度しょうどとうゆうにんなん引力いんりょく通過つうか干涉かんしょう干涉かんしょうひじ就會いん應變おうへんひびきおう出現しゅつげんちょう變化へんかしたがえ而使とくほど改變かいへんいん此光探測たんそくかいりょういたげきこうたばてき照度しょうどゆうしょ改變かいへん[23]:だい1せつ

きゅうてい引力いんりょく訊號,干涉かんしょうひじてきさいゆうちょう引力いんりょく波長はちょうてきよんふんいち,這樣,ひかりたば以在干涉かんしょうひじ傳播でんぱはんしゅう時間じかんれい如,假設かせつ引力いんりょくてきしきりつため150 Hzへるつのり波長はちょうため2000せんまい。LIGO干涉かんしょうてき干涉かんしょうひじちょうため4せんめーとるためりょうたちいたやく100ばいてき有效ゆうこうひじちょう使用しようほう布里ふり-珀罗そら,其是よし輸入ゆにゅうはかためし質量しつりょうあずか終端しゅうたんはかためし質量しつりょう兩個りゃんこ反射はんしゃきょうしょ形成けいせい以儲そんこうたばねざい干涉かんしょうひじ內。另外かえゆう一種いっしゅしょうためこうりつさい循環じゅんかんてき技術ぎじゅつ假設かせつ干涉かんしょうざいどおりむかいひかり探測たんそくてき輸出ゆしゅつささえ出現しゅつげんしょうけしせい干涉かんしょうのり干涉かんしょうたい輸入ゆにゅうげきこうてきこうのう就如どうふくあい鏡子きょうこえいcompound mirror一般いっぱん應用おうよう這性しつ,如圖しょしめせざい輸入ゆにゅうこうあずかぶんたばあいだそうしつらえ一個功率再循環鏡子,のりかい形成けいせいいち光學こうがくそら腔,其可有效ゆうこう增加ぞうか輸入ゆにゅうげきこうこうりつ40ばいしたがえ增加ぞうか探測たんそくてきれいさとたびいんため輸入ゆにゅうげきこうこうりつてき平方根へいほうこんあずかれいさとたびなりせい[23]:だい1せつ

はつはじめLIGOてきはかためし質量しつりょう圓筒えんとうがたてきだか品質ひんしつ熔凝石英せきえいえいfused silica質量しつりょうやくため10 kg,ためりょうたちいたあずかていてき光學こうがく性質せいしつ外表そとおもてぬりじょういくそう四分之一波長的介電材料。輸入ゆにゅうはかためし質量しつりょうてきぬりそうかい吸收きゅうしゅうげきこういん而產せいねつりょくかたちへん,這可以用二氧化碳激光器系統けいとう矯正きょうせいかいらいためりょう隔離かくり干涉かんしょうくだてい干涉かんしょうしょ遭到てき噪聲まい一個測試質量都會用鐵絲懸掛於剛固支承架,其又固定こていよんそう消極しょうきょく震動しんどう隔離かくり平台ひらだい[23]:だい1せつ

ざいてい於40 Hzへるつ てきしきおび矂聲げんせいりょう干涉かんしょうてきれいさとたびざい40-200 Hzへるつ てきしきおび系統けいとうてきねつ燥聲阻礙れいさとたび改善かいぜんてきいんもと在高ありだか200 Hzへるつ てきしきおびのり必須ひっすくだひくつぶ噪聲れいさとたびざい獲得かくとく改善かいぜん[24]:だい3.3.2.1せつ

經過けいか5ねん努力どりょくざい此期あいだ各種かくしゅてきれいさとたび改善かいぜんりょういく數量すうりょうきゅう,於2005ねんはつはじめLIGOおわり於達いた設計せっけいれいさとたび[25]:36したがえ2005ねん11月いたり2007ねん9がつはつはじめLIGO持續じぞく以設けいれいさとたびうんさくあずか蒐集しゅうしゅうすうよりどころ進行しんこうだい科學かがく運行うんこう(S5)。たい於這實驗じっけんざいさいれいさとしきりつてき100 Hzへるつしきおび內,ひとしかた應變おうへん噪聲やめあつそもそもいたりさきぜんゆうてき水平すいへい3×10-22[22]:だい3せつ

增進ぞうしんLIGO[编辑]

2007ねんざいS5完成かんせいこれはつはじめLIGOてき很多こう能都のと適度てきどひさげますゆかり於所わたる及的工程こうてい有限ゆうげんただ需將はつはじめLIGOてき設備せつびやや改良かいりょう必完ぜん拆除現有げんゆう設備せつび,就可以達いたつつみますこうのうてき目的もくてき[註 3]改良かいりょうてき天文台てんもんだいしょうため增進ぞうしんLIGO」,其意つつみますれいさとたびためはつはじめLIGOてき2ばいつつみます宇宙うちゅう探測たんそく容積ようせきためはつはじめLIGOてき8ばい增進ぞうしんLIGO かえかいけんためしいく決定けってい先進せんしんLIGO成功せいこうあずかいやてきせきかぎ技術ぎじゅつしたがえ而降てい先進せんしんLIGO失敗しっぱいてきふうけわしひさげだか先進せんしんLIGO成功せいこうてき可能かのうせい以下いか增進ぞうしんLIGO 主要しゅようてき技術ぎじゅつ改善かいぜん[25]:だい3.4.1せつ[23]:だい2せつ[26]

  • ためりょう增加ぞうか探測たんそくてきれいさとたび增進ぞうしんLIGO ひさげますりょうげきこうてきこうりつはたげきこうてきこうりつしたがえ10かわらとくひさげますいたり35かわらとく
  • ためりょう減少げんしょうつぶ噪聲,引力いんりょくなみしょ造成ぞうせいてきひびきおうてき讀取よみと方式ほうしきしたがえしき讀取よみと改變かいへんため直接ちょくせつ轉換てんかん讀取よみと」。
  • ためりょう防止ぼうしだかかいよこたい光波こうは入射にゅうしゃいたりこう探測たんそくざい輸出ゆしゅつこうまえ裝置そうちりょう輸出ゆしゅつたいきよしじょ

よし於對於初はじめLIGOてき改良かいりょう增進ぞうしんLIGO ざいさいれいさとしきりつてきれいさとたび實際じっさいひさげますりょうやく30%。增進ぞうしんLIGO 於2009ねん7がついたり2010ねん10がつ進行しんこうりょうだいろく科學かがく運行うんこう(sixth scientific run, S6),したがえ分析ぶんせき獲得かくとくてきすうよりどころ,雖然ぼつゆう找到引力いんりょくてき信號しんごうただし仍舊推論すいろん一些有意思的天文物理學結果。[21]:1

さき进LIGO[编辑]

曲線きょくせん展示てんじ增進ぞうしんLIGOだいろく科學かがく運行うんこう綠色みどりいろ)、先進せんしんLIGOだいいち觀測かんそく運行うんこう紅色こうしょくあずか先進せんしんLIGO設計せっけい目標もくひょう藍色あいいろてき應變おうへんれいさとたび[27]

2010ねんざい增進ぞうしんLIGO結束けっそくS6 うんさくこれ,它所使用しようてきだい一代干涉儀被完全拆除,這是ためりょうようきよしそら位置いちらいあんそう先進せんしんLIGOてきだいだい干涉かんしょう。按照設計せっけい規格きかく先進せんしんLIGOてきれいさとたびしょうはつはじめLIGOだか10ばい,這意あじちょ先進せんしんLIGO找尋引力いんりょくてき探測たんそく半徑はんけいかいさきまえだか10ばい探測たんそく範圍はんい也會擴大かくだい1000ばい以上いじょうのう探測たんそくいたてき引力いんりょくなみげんさきぜんよう1000ばいなみ且,探測たんそくしきおび下限かげんさら寬闊かんかつしたがえ40Hzへるつくだていいた10Hzへるつ具備ぐびゆう這樣だかれいさとたびてき先進せんしんLIGO,せんあずかはか每年まいとしおう該可以探測たんそくいた十幾個緻密雙星併合事件。ただしためりょうようたちいた設計せっけいれいさとたび代價だいか菲,干涉かんしょうてきいく乎每一個組件都必須被更換,しんあんそうてきぐみけんそく經過けいか嚴格げんかくはかためししょうじつこうのうさらため優良ゆうりょうてきだかはし科技かぎ產品さんぴんざいていしきいただききゅうてきふるえ隔離かくり技術ぎじゅつあずかはかためし質量しつりょうかかかけ技術ぎじゅつ貢獻こうけんだかれいさとたび在中ざいちゅうしきあずかこうしきさらだかてきげきこうこうりつさらだい尺寸しゃくすんあずかさらだい質量しつりょうてきはかためし質量しつりょう改良かいりょうてき鏡子きょうこぬりそうしるべ致高れいさとたびてきせきかぎいんもと[21]:1

如同はつはじめLIGO,先進せんしんLIGO也使用しよう配備はいびりょうほう布里ふり-珀罗そらてきこうりつさい循環じゅんかんしき迈克みみ干涉かんしょうじょ此以がい先進せんしんLIGOかえざい干涉かんしょうてき輸出ゆしゅつこう裝置そうちりょう信號しんごうさい循環じゅんかんきょう」,其能夠調はいつぶ噪聲しょげんせいてきれいさとたびたい於每しゅ不同ふどうてき引力いんりょくなみげん,該技術ぎじゅつ以客せいきゅうゆうてきれいさとたび[23]:だい3せつ

ためりょう促使つぶ噪聲げんせいてきれいさとたび獲得かくとく改善かいぜん輸入ゆにゅうげきこうてきこうりつ增加ぞうかいた最大さいだい 180かわらとくただしざいO1僅使用しよう20かわらとく干涉かんしょうひじてきげきこう循環じゅんかんこうりつ也從はつはじめLIGOてき10千瓦特增加到100せんかわらとく未來みらいしょう增加ぞうかいた750せんかわらとく[28]:3-4[23]:だい3せつはつはじめLIGO使用しよう直徑ちょっけい25cm、質量しつりょう11kgてき熔凝石英せきえいためはかためし質量しつりょうためりょうくだていねつ噪聲,先進せんしんLIGOはたはかためし質量しつりょうてき直徑ちょっけい增加ぞうかため34cm,ためりょうあつそもそも輻射ふくしゃあつきょう噪聲いたり相當そうとう於懸かけねつ燥聲てき水平すいへい先進せんしんLIGOまたはたはかためし質量しつりょうてき質量しつりょう增加ぞうかため40 kg。[20]熔凝石英せきえい纖維せんいはたはかためし質量しつりょうかかかけざいはん空中くうちゅう,這設計せっけい使とくきょう探測たんそくしきりつつぶせひろしいたり10 Hzへるつ以上いじょうためりょうたちいた先進せんしんLIGOてき設計せっけいれいさとたびしきりつ10 Hzへるつ以上いじょうてき地面じめん運動うんどうあつそもそもりょう10 數量すうりょうきゅうかかかけはかためし質量しつりょうてきかい系統けいとうのう夠減じゃく地面じめん運動うんどう7數量すうりょうきゅう安置あんち這多かい系統けいとうてき主動しゅどうひかえせいふるえ隔離かくり平台ひらだいさら加地かじあつそもそも3數量すうりょうきゅう[28]:2

2015ねん9がつ經過けいか5ねんてきおもしん設計せっけいあずかじゅうしん建造けんぞうてき工作こうさく,耗費2おくきんだいいち觀測かんそく運行うんこう(first observation run, O1)正式せいしき開始かいし。這いち實驗じっけんはん籌已大幅おおはば改變かいへん,很多天文てんもん學術がくじゅつかいだんたい參與さんよどもじょうもり舉,先進せんしんLIGO通知つうちぜん世界せかい74觀測かんそく天文台てんもんだいちゅうてきにんなんいく觀測かんそく天文台てんもんだいただ需片こく,它們就可以將望遠鏡ぼうえんきょうたいじゅん天空てんくうひろ可能かのう引力いんりょくなみげんしょはつ射出しゃしゅつてきひかり信號しんごう。雖然ひさしたちいた設計せっけい標準ひょうじゅんれいさとたび先進せんしんLIGOてきれいさとたびやめ改善かいぜんためはつはじめLIGOてき3ばい。這意あじちょ先進せんしんLIGOのう探測たんそくいた3ばいとおてき距離きょり探測たんそく容積ようせきためはつはじめLIGOてき27ばい[14][29]ざい探測たんそくさいれいさとしてき100 - 300 Hzへるつしきおび,O1てき應變おうへん燥聲S6 てい3 いたり4ばいざい50 Hzへるつしきりつ應變おうへん燥聲てき改善かいぜん接近せっきん100ばい[28]:1

ざいO1實驗じっけんちゅう,LIGO-Virgo聯合れんごうだんたい觀測かんそくいた兩次りょうじ引力いんりょく事件じけんGW150914あずかGW151226。另外いち事件じけんLVT151012發生はっせい於2015ねん10がつただしよししん噪比ていいん此不確認かくにんため引力いんりょく事件じけん[27]O1實驗じっけん結束けっそく觀測かんそく行動こうどう停止ていしりょう10個月かげつ,這是ためりょうよう進行しんこういち系列けいれつますきゅう工程こうていいん此,利文としふみ斯頓しつらえほどこせてきれいさとたび獲得かくとく15–25% 改良かいりょうかん福德ふくとくしつらえほどこせてきれいさとたびなみ改良かいりょう總體そうたい而言,先進せんしんLIGOてき探測たんそく半徑はんけいしたがえO1實驗じっけんてき40–80 Mpc 擴大かくだいいただい觀測かんそく運行うんこう(second observation run, O2)てき目標もくひょう80–120 Mpcてきていはし

だい觀測かんそく運行うんこうO2てき觀測かんそくしたがえ2016ねん11月いたり2017ねん8がつ25にちよし於測ためし質量しつりょうかかかけ系統けいとう發生はっせい問題もんだいちょくいた2017ねん8がつ1にち,Virgoざい正式せいしき開始かいし參與さんよ合作がっさく觀測かんそく,這次そうきょう參與さんよりょう25にち[30][31]O2期間きかんまた觀測かんそくいたさん引力いんりょく事件じけんGW170104GW170814あずかGW170817特別とくべつ值得いちひさげてき,GW170817兩個りゃんこ中子なかごぼし併合へいごう所產しょさんせいてき引力いんりょく事件じけんゆかり於引りょくなみあずか電磁波でんじはくび同時どうじ觀測かんそくいた,這標ちょしん使天文學てんもんがくてきしん紀元きげんやめけいいた臨。[32]

未來みらいしょうかい完成かんせいさら觀測かんそく實驗じっけんこれあいだ,也會進行しんこうつぎますきゅう工程こうてい目標もくひょうざい2021ねんたちいた設計せっけいれいさとたび[33]

未来みらい[编辑]

「LIGO-印度いんど倡议ちゅうてきLIGO实验しつ印度いんど引力いんりょく观测组织えいIndian Initiative in Gravitational-wave Observations(INDIGO)间拟议的合作がっさく项目,むねざい印度いんどづくり世界せかい级的引力いんりょくさがせ测器。

2024ねんはたます级到Advanced LIGO Plus ,简称 ALIGO+,扩大さがせ测范围[34]

まいり[编辑]

註釋ちゅうしゃく[编辑]

  1. ^ Larger physics projects in the United States, such as Fermilab, have traditionally been funded by the United States Department of Energy.
  2. ^ げきこうたばかい電光でんこう調製ちょうせいよう兩個りゃんこしき正弦せいげん進行しんこうそう调制ざいなみりょうつくり添加てんか兩個りゃんこあたりたい。這樣,就可以用せん讀取よみとえいradio frequency readout方法ほうほう讀取よみと引力いんりょくなみしょ造成ぞうせいてき干涉かんしょうひじちょう變化へんか
  3. ^ 先進せんしんLIGOしょうかい拆除せい干涉かんしょう

參考さんこう文獻ぶんけん[编辑]

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外部がいぶ連結れんけつ[编辑]