MiniGrail
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MiniGrail
Ubicación (es)Países Bajos Edita esto en Wikidata
OrganizaciónUniversidad de Leiden Edita esto en Wikidata
Estilo telescopioobservatorio de ondas gravitacionales Edita esto en Wikidata
Sitio webwww .minigrail .nl Edita esto en Wikidata
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MiniGRAIL era un tipo de antena de masa resonante, [1] que es una esfera masiva que se utiliza para detectar ondas gravitacionales . El MiniGRAIL fue el primer detector de este tipo en utilizar un diseño esférico. Está ubicado en la Universidad de Leiden en los Países Bajos . El proyecto fue gestionado por el Laboratorio Kamerlingh Onnes . [2] También estuvo muy involucrado un equipo del Departamento de Física Teórica de la Universidad de Ginebra , Suiza . El proyecto se terminó en 2005.

Las ondas gravitacionales son un tipo de radiación emitida por objetos que tienen masa y están en aceleración. Se sospecha que las fuentes más fuertes de ondas gravitacionales son objetos compactos como estrellas de neutrones y agujeros negros . Este detector puede detectar ciertos tipos de inestabilidades en estrellas de neutrones rotativas simples y binarias, y la fusión de pequeños agujeros negros o estrellas de neutrones. [3]

Diseño

Un diseño esférico tiene la ventaja de poder detectar ondas gravitacionales que llegan desde cualquier dirección y es sensible a la polarización. [4] Cuando las ondas gravitacionales con frecuencias de alrededor de 3.000 Hz pasan a través de la bola MiniGRAIL, vibrará con desplazamientos del orden de 10 a 20 m. [5] A modo de comparación, la sección transversal de un solo protón (el núcleo de un átomo de hidrógeno ) es de 10-15 m (1 fm). [6]

Para mejorar la sensibilidad, el detector estaba destinado a funcionar a una temperatura de 20 mK. [2] La antena original del detector MiniGRAIL era una esfera de 68 cm de diámetro hecha de una aleación de cobre con 6% de aluminio. Esta esfera tenía una masa de 1150 kg y resonaba a una frecuencia de 3250 Hz. Fue aislado de la vibración por siete masas de 140 kg. Se esperaba que el ancho de banda del detector fuera ± 230 Hz. [3]

Durante el lanzamiento de la esfera, apareció una grieta que redujo la calidad a niveles inaceptables. Fue reemplazado por una esfera de 68 cm con una masa de 1300 kg. Este fue fabricado por ItalBronze en Brasil. La masa más grande redujo las frecuencias de resonancia en unos 200 Hz. [7] La esfera está suspendida de cables de acero inoxidable a los que se unen resortes y masas para amortiguar las vibraciones. El enfriamiento se logra usando un refrigerador de dilución . [8]

Las pruebas a temperaturas de 5 K mostraron que el detector tenía una sensibilidad máxima a la deformación de 1,5 × 10 −20 Hz - 1 ⁄ 2 a una frecuencia de 2942,9 Hz. En un ancho de banda de 30 Hz, la sensibilidad a la deformación fue de más de 5 × 10 −20 Hz - 1 ⁄ 2 . Se espera que esta sensibilidad mejore en un orden de magnitud cuando el instrumento esté funcionando a 50 mK. [4]

Un detector similar llamado " Mario Schenberg " se encuentra en São Paulo . La cooperación de los detectores aumenta considerablemente las posibilidades de detección al observar las coincidencias. [9]

Referencias

  1. ↑ Schutz, Bernard (14 de mayo de 2009). Un primer curso de relatividad general (2ª ed.). Cambridge. págs.  214–220 . ISBN 978-0521887052.
  2. ^ a b de Waard, A; et al. (2003). "MiniGRAIL, el primer detector esférico". Gravedad clásica y cuántica . 20 (10): S143 – S151. Código bibliográfico : 2003CQGra..20S.143D . doi : 10.1088 / 0264-9381 / 20/10/317 .
  3. ↑ a b Van Houwelingen, Jeroen (24 de junio de 2002). "Desarrollo de una bobina Nb de película fina superconductora para su uso en los transductores MiniGRAIL" (PDF) . Universidad de Leiden . págs. 1-17 . Consultado el 16 de septiembre de 2009 .
  4. ↑ a b Gottardi, L .; De Waard, A .; Usenko, O .; Frossati, G .; Podt, M .; Flokstra, J .; Bassan, M .; Fafone, V .; et al. (Noviembre de 2007). "Sensibilidad del detector esférico de ondas gravitacionales MiniGRAIL funcionando a 5K". Physical Review D . 76 (10): 102005.1–102005.10. arXiv : 0705.0122 . Código Bibliográfico : 2007PhRvD..76j2005G . doi : 10.1103 / PhysRevD.76.102005 . S2CID 119261963 . 
  5. ↑ Bruins, Eppo (26 de noviembre de 2004). "¡Escucha, dos agujeros negros chocan!" . informe de innovaciones . Consultado el 16 de septiembre de 2009 .
  6. ^ Ford, Kenneth William (2005). El mundo cuántico: física cuántica para todos . Prensa de la Universidad de Harvard . pag. 11 . ISBN 0-674-01832-X.
  7. ↑ de Waard, A .; et al. (2005). "Informe de situación de MiniGRAIL 2004" . Gravedad clásica y cuántica . 22 (10): S215 – S219. Código bibliográfico : 2005CQGra..22S.215D . doi : 10.1088 / 0264-9381 / 22/10/012 .
  8. ↑ de Waard, A .; et al. (Marzo de 2004). "Enfriamiento de MiniGRAIL a temperaturas de mili-Kelvin". Gravedad clásica y cuántica . 21 (5): S465 – S471. Código bibliográfico : 2004CQGra..21S.465D . doi : 10.1088 / 0264-9381 / 21/5/012 .
  9. ^ Frajuca, Carlos; et al. (Diciembre de 2005). "Transductores resonantes para detectores de ondas gravitacionales esféricas" (PDF) . Revista Brasileña de Física . 35 (4b): 1201–1203. Código Bibliográfico : 2005BrJPh..35.1201F . doi : 10.1590 / S0103-97332005000700050 .

enlaces externos

  • MiniGRAIL en Internet

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