Europäisches Laserinterferometer stellt Relativitätstheorie auf die Probe
Das VIRGO-Laserinterferometer, ein französich-italienisches Instrument, hat seine wissenschaftliche Arbeit aufgenommen. Von diesem leistungsstarken Stück wissenschaftlicher Infrastruktur wird erwartet, dass es Wissenschaftlern die Überprüfung der Einsteinschen Theorie über die Existenz von Gravitationswellen ermöglicht. Das in Pisa, Italien, installierte Interferometer gilt als eine der größten wissenschaftlichen Infrastrukturen Europas. Es besteht aus zwei senkrechten Armen, von denen jeder drei Kilometer lang ist. Mehrfachreflexionen zwischen einer Reihe von hochqualitativen Spiegeln erweitern die optische Länge jedes Arms auf 120 Kilometer, was dem Detektor ermöglicht, ein Gravitationssignal zu empfangen. Das Projekt wird vom französischen Nationalen Forschungszentrum (CNRS) und dem italienischen Institut für Kernphysik (INFN) kofinanziert. In Einsteins Relativitätstheorie werden Gravitationswellen als Deformationen in der Raumzeitkrümmung beschrieben, die von heftigen kosmischen Ereignissen erzeugt werden, beispielsweise durch die Explosion einer Supernova oder der Fusion mehrerer Sterne oder Schwarzer Löcher. Allerdings waren die Experten aufgrund der schwachen Amplitude der Wellen nicht in der Lage, diese aufzufangen und zu messen. Dank seiner Frequenzbreite, die von 10 bis zu 6.000 Hz reicht, kann das VIRGO-Laserinstrument sogar die schwächsten Gravitationswellen erfassen. Um die für diese Messung benötigte extreme Empfindlichkeit zu erreichen und seismisches Rauschen zu vermeiden, ist jede optische Komponente in einer Höhe von 10 Metern von der Bodenbewegung isoliert. Außerdem haben die Wissenschaftler große Ultra-Hochvakuumkessel entwickelt, in denen sich der Lichtstrahl ungehindert ausbreiten kann, da Gasrückstände die Messungen beeinflussen können. VIRGO wird Tag und Nacht in Betrieb sein und ununterbrochen nach Gravitationswellen aus dem näheren Universum (bis zum Virgo-Galaxienhaufen) horchen. Wenn Signale aufgefangen werden, werden sie aufgezeichnet und mithilfe eines Online-Computersystems einer vorläufigen Analyse unterzogen. Diese Daten werden dann der wissenschaftlichen Gemeinschaft für gründlichere Untersuchungen zur Verfügung gestellt. Die VIRGO-Teams haben sich mit Wissenschaftlern am LIGO-Observatorium (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) in den USA und am deutsch-britischen Gravitationswellendetektor GEO vernetz und bündeln so ihre Kräfte auf der Jagd nach den Gravitationswellen. Die Zusammenführung von Daten soll die Chancen auf die erste Erfassung von Gravitationswellen erhöhen und wird mehr Informationen über die Lage der Quelle liefern. Anschließend erfolgt eine gemeinsame Analyse der Daten.
Länder
Frankreich, Italien