Europa und Japan forschen gemeinsam zur Gravitationsastronomie
Moderne Detektoren und Observatorien der dritten Generation werden schon bald Möglichkeiten bieten, Gravitationswellen zu beobachten und Astronomen auf diese Weise Einblicke in die unwirtlichsten Bereiche des Universums gewähren. Zu diesem Zweck setzt man bei KAGRA und ET auf gängige Technologien für Gravitationswellenteleskope, mit Schwerpunkt auf Kryogenik und mechanisch- optischen Aspekten. Das EU-finanzierte Projekt ELITES (ET-LCGT telescopes: Exchange of scientists) förderte wissenschaftliche Zusammenarbeit und Austausch zwischen beiden Vorhaben. Der Fokus lag auf der Planung und Konstruktion des Prototypen für die kryogene Optikaufhängung bei KAGRA – einer der komplexesten Komponenten dieses Detektors. Tests ergaben, dass die Saphirfasern zur Aufhängung der KAGRA-Spiegel die strengen Vorgaben erfüllen. Die Empfindlichkeit des Detektors wird vor allem durch thermisches Rauschen reduziert, was mit den Spiegelsubstraten, der verspiegelten Beschichtung und Aufhängungselementen wie auch mit Rauschen zusammenhängt, das durch die Quanteneigenschaften des beim Abtasten verwendeten Lichts entsteht. Das Projekt analysierte daher das mechanische Verhalten komplexer optischer Strukturen, die als Spiegelflächen in Gravitationswellendetektoren eingesetzt werden. Die Forscher legten ihren Untersuchungen frühere Ergebnisse zu mechanischen Verlusten bei dielektrischen Beschichtungen unter kryogenen Bedingungen zugrunde. Weiterhin wurden optische Komponenten untersucht, etwa die langen Filterhohlräume für die Lichtquetschung. Ein weiterer Teil der Arbeit von ELITES widmete sich der Entwicklung neuer Montagetechniken wie Silikat- und Indiumbindungen. Die Ergebnisse des Projekts wurden auf breiter Basis in Bildungs- und Kultureinrichtungen wie auch der allgemeinen Öffentlichkeit vorgestellt. ELITES förderte damit wesentlich die bilaterale Zusammenarbeit zwischen Europa und Japan, den Austausch von Expertise und eine intensive Forschungs- und Entwicklungstätigkeit im Bereich Gravitationsastronomie.
Schlüsselbegriffe
Europa, Japan, Gravitationsastronomie, Einstein-Teleskop, Virgo, KAGRA, ELITES
