Description du projet
Se préparer aux détecteurs d’ondes gravitationnelles à basse fréquence
Au début du XXe siècle, Albert Einstein avait prédit l’existence des ondes gravitationnelles. En 2014, une découverte majeure a été faite à la suite de la fusion de deux trous noirs. Les chercheurs ont mis fin à des décennies de recherche sur les ondes gravitationnelles en détectant directement ces déformations de l’espace-temps, validant ainsi la théorie de la relativité générale d’Einstein. Alors que l’exploration est toujours en cours, des instruments plus sensibles sont nécessaires pour isoler les deux principales sources de perturbation basse fréquence: les ondes sismiques et les fluctuations du champ de gravité terrestre (bruit newtonien). En fait, le bruit du gradient de gravité généré par les ondes sismiques est un facteur limitant la sensibilité le télescope de troisième génération «Einstein» équipé d’un détecteur d’ondes gravitationnelles. Le projet SILENT, financé par l’UE, va développer une nouvelle plateforme, contrôlée par un sismomètre optique, un inclinomètre liquide et un gravimètre. Il flottera dans l’espace inertiel et sera doté de nouveaux capteurs inertiels optiques et de contrôleurs efficaces; en outre, il permettra de développer des modèles précis du bruit newtonien.
Objectif
With the first direct detection of gravitational waves on the 14th of September 2015, a new window has been opened on the Universe. This was the starting point of new science, complementary to the measurement of electromagnetic signals by optical telescopes. Since that date, several detections have been made, offering wonderful validation of Einstein’s theory of general relativity, and extraordinary insight on the dynamics of heavy black hole binaries and binaries of neutron stars. The exploration of the Universe through this new window using Earth-based instruments will continue with more sensitive instruments, but will ultimately depend on our capability to isolate them from the two main sources of low-frequency disturbances on Earth: seismic activity and fluctuations of gravity field (Newtonian noise). Due to the extremely small amplitude of gravitational waves, it is a prior concern to carefully isolate the detector from any type of disturbance.
In order to address the aforementioned limitations, this project proposes to develop a completely novel platform, controlled by optical seismometers, liquid inclinometers and a gravimeter. It will virtually float in the inertial space, decoupled from ground motion for periods at least as large as 100 seconds. The controlled platform will be the most stable ever build on Earth. Such performance will be obtained thanks to a revolutionary approach, combining three major innovations: (1) Novel optical inertial sensors, (2) Efficient controllers, combining sensor fusion methods, and dedicated mechatronic architectures, (3) Direct measurement of Newtonian noise.
This project will contribute to prepare the third generation of low-frequency gravitational wave detectors. The outcomes will be also applicable to a large class of other instruments (e.g. particle colliders, atomic force microscopes, lithography machines, medical imaging instruments), ensuring a generic character to this project, and a major scientific impact.
Champ scientifique
- natural sciencesphysical sciencesastronomyobservational astronomyoptical astronomy
- natural sciencesphysical sciencesastronomyobservational astronomygravitational waves
- natural sciencesphysical sciencesastronomystellar astronomyneutron stars
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopy
- natural sciencesphysical sciencesastronomyastrophysicsblack holes
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
4000 Liege
Belgique