Descrizione del progetto
Preparare il terreno per rilevatori di onde gravitazionali a bassa frequenza
All’inizio del XX secolo, Albert Einstein predisse l’esistenza delle onde gravitazionali. Nel 2014, è stato possibile osservarle in maniera eclatante con la fusione di due buchi neri. I ricercatori hanno messo fine alla ricerca decennale sulle onde gravitazionali una volta rilevate direttamente queste increspature nello spazio-tempo, convalidando la teoria della relatività generale di Einstein. Sebbene l’esplorazione continui, sono necessari strumenti più sensibili per isolare le due principali fonti di disturbo a bassa frequenza: l’attività sismica e le fluttuazioni del campo gravitazionale (rumore newtoniano). Di fatto, il rumore del gradiente gravitazionale generato dagli spostamenti sismici è un fattore limitante per la sensibilità del telescopio per onde gravitazionali di terza generazione di Einstein. Il progetto SILENT, finanziato dall’UE, svilupperà una nuova piattaforma, controllata da sismometri ottici, inclinometri a liquido e un gravimetro, che galleggerà nello spazio inerziale e sarà dotata di nuovi sensori ottici inerziali e di controllori efficienti; inoltre, permetterà di sviluppare modelli accurati del rumore newtoniano.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
- natural sciencesphysical sciencesastronomyobservational astronomyoptical astronomy
- natural sciencesphysical sciencesastronomyobservational astronomygravitational waves
- natural sciencesphysical sciencesastronomystellar astronomyneutron stars
- natural sciencesphysical sciencesopticsmicroscopy
- natural sciencesphysical sciencesastronomyastrophysicsblack holes
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
4000 Liege
Belgio