Projektbeschreibung
Weniger Quantenrauschen in Gravitationswellendetektoren
Gravitationswellendetektoren konnten uns zwar ein neues Fenster zu einem besseren Verständnis des Universums öffnen, aber letztlich weisen sie aufgrund von Quantenfluktuationen, die durch die Reflexion von Licht an Spiegeln entstehen, Grenzen auf. Diese Rückwirkung in Quantensystemen (typischerweise unter 100 Hz) und die Unsicherheit bei der Photonenzählung (Schrotrauschen, das typischerweise bei höheren Frequenzen auftritt) schränken die Empfindlichkeit des Detektors ein. Das im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierte Projekt QNOIWA schlägt eine alternative Lösung vor, um sowohl das Schrotrauschen als auch die Quantenrückwirkung zu bekämpfen. Das Verfahren beruht auf der Verschränkung des Gravitationswellendetektors und eines atomaren Spinensembles, das sich wie ein Oszillator mit negativer Masse verhält. Das geplante, als Grundsatzbeweis dienende System wird als ein Prototyp in bereits existierenden großen Gravitationswellendetektoren und im geplanten Einstein-Teleskop zum Einsatz kommen.
Ziel
Worldwide efforts are undertaken today towards improving the detection of gravitational waves (GW). The detection of these waves allows to deepen our understanding of the Universe, its composition, and its creation. Today, environmental or technical sources of noise of GW detectors are well controlled. As a result, the strain sensitivity of most GW detectors is fundamentally limited by quantum noise throughout most of their detection bandwidth. In particular, one effect called the quantum back action (QBA) is dominant typically below 100Hz, while shot noise dominates at higher frequencies. One common solution to beat the fundamental quantum limit is to use squeezed light, but this technique is only effective within a relatively narrow frequency band. For broadband detection, it is necessary to impose a frequency-dependent tailoring of the squeezed light source, an expensive solution which requires the construction of large scale (hundreds of meters) Fabry-Pero cavities. In this research project, we propose the experimental investigation of an alternative solution for beating both shot noise (high frequency) and QBA (low frequency) simultaneously. The technique relies on the macroscopic entanglement of the GW detector and an atomic spin ensemble which behaves as a negative-mass oscillator. By probing both systems using a non-degenerate entangled source of light, it becomes possible to beat the quantum limit over a large spectral bandwidth. We intend to build a compact proof-of-principle setup which would serve as a prototype for applications in existing large scale GW detection systems, as well as in the upcoming Einstein Telescope due in 2035. We believe it is competitive with state-of-the-art techniques currently implemented on GW detectors, with nevertheless a great advantage in price, compactness and versatility of integration. If successful, our project could significantly contribute to the next generation of GW detectors.
Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2021-PF-01
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
1165 KOBENHAVN
Dänemark
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.