Projektbeschreibung
Wandel in der Forschung zu Gravitationswellen durch innovative Kühlungslösung
Gravitationswellendetektoren der dritten Generation, wie das Einstein-Teleskop (ET), dienen dazu, das Wissen zum Universum auszuweiten, indem kosmischen Phänomene mit ausgezeichneter Sensitivität beobachtet werden. Das ET ist ein europäisches Observatorium, das sich im Aufbau befindet. Dabei kommen erhebliche technologische Hürden auf, insbesondere bei der Minimierung des thermischen Rauschens in den Kühlsystemen. Über das ERC-finanzierte Projekt GRAVITHELIUM wird eine bahnbrechende Lösung vorgeschlagen, bei der die Kernoptik mit superfluidem Helium gekühlt wird. Mit diesem neuen Ansatz wird das thermische Rauschen unterdrückt und die Funktionen des ET werden verbessert. Das GRAVITHELIUM-Team plant, die Wirkung von Helium in kryogenen Suspensionen zu testen und innovative Methoden zur Heliumeinspeisung zu entwickeln, um den Weg für wissenschaftliche Durchbrüche zu ebnen.
Ziel
GRAVITHELIUM addresses the central technology challenge in third generation gravitational wave (3G GW) detectors, proposing to cool the core optics of cryogenic detectors with superfluid helium. The Einstein Telescope (ET) will be the future European 3G GW observatory, designed to observe the whole Universe. It has entered the European ESFRI Roadmap in 2021 and is supported by the major international roadmaps. ET includes new technological challenges on the verge of feasibility, particularly in the cryogenic low-frequency interferometer (ET-LF) that is crucial to exploit the full scientific potential. Cryogenic operation of the ET-LF payloads at 10 K to 20 K is indispensable to suppress the fundamental suspension thermal noise (STN) to the level of Newtonian noise, requiring new key technology developments in ultra-low noise cryogenic cooling, cryopumping and thermal shielding.
GRAVITHELIUM aims for the experimental proof of a pioneering concept that proposes cryogenic payload suspensions filled with superfluid helium, as the quantum fluid He-II is the thermal reservoir that absorbs and conducts heat in the quietest possible manner. Motivated by the theoretical proof of concept, experiments on dissipative mechanisms and their STN contributions in He-II filled payload suspensions will be conducted. For this purpose, a new test facility for cryogenic Q-measurements will be build, which will also deliver data on dissipation in full-size solid-state suspensions at low temperature, needed in the GW detector community for the development of ET-LF payloads. The project further focuses on a new technology development for the attenuated and force-free supply of helium to the cryogenic payloads, cooperating with a world-leading industry partner.
GRAVITHELIUM will thus achieve significant advancements in one of the key technologies to enable future frontier science with ET, providing also essential physical data for the modelling and engineering design of ET-LF payloads.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenanorganische ChemieEdelgase
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenAstronomiebeobachtende AstronomieGravitationswellen
- NaturwissenschaftenNaturwissenschaftenOptik
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
76131 Karlsruhe
Deutschland