Jenő
-3 °C
6 °C

Lézerrel mérik a gravitációs rengéseket

2002.01.30. 10:40
Az Einstein által megjósolt gravitációs hullámokat a relativitáselmélet alapján hatalmas csillagközi ütközések válthatják ki. Így például két fekete lyuk összeütközése egyfajta kozmikus rengést okozhatna a tér szövetében. A fénysebességgel terjedő rengési hullámok akár a Földet is elérhetik - mostanáig azonban még nem sikerült igazolni a létezésüket.
Egy Hannover közelében található mezőn német kutatók felépítettek egy detektort, amely képes kimutatni a gravitációs hullámokat. Több évig épült és néhány héttel ezelőtt elkezdte a próbaméréseket a Geo 600 lézer.

A tesztüzem eredményei biztatóak. Minden rendszer működött - számolt be a Spiegelnek Peter Aufmuth, a berendezést működtető Max-Planck gravitációs-fizikai kutatóintézet tudományos munkatársa.

A Geo 600 lelke, a lézer-interferométer két L alakban elrendezett 600 méter hosszú vákuumcsőből áll, melyekben tükrök között lézersugár halad ide-oda. A kereszteződési ponton a két sugarat egyesítik, a létrejött állandó fedési kép változásait vizsgálják.

Ha például gravitációs hullám éri a berendezést, és az egyik lézerpálya hossza elképzelhetetlenül kis mértékben csökken, a másik pedig megnyúlik, változik a lézersugarak fedési képe.

Ezáltal a Geo 600 olyan nagyságrendű rezdüléseket is képes érzékelni, amely alig éri el az atommag átmérőjének egytizedét. És éppen ez teszi igen nehézzé a méréseket. A kutatóknak a sokkal komolyabb zavarokat okozó erős háttérzajból kell kiszűrniük a gyenge kozmikus jeleket.

Zavaró körülmények

Ha a közelben elhalad egy teherautó, a különleges felfüggesztések ellenére remeg az egész berendezés. Ilyen esetben a rendszer közbeavatkozik, hogy a tükrök és a lézersugarak a helyes irányba mutassanak. A tesztelés alatt ez kiválóan működött, a sugár egyenesen haladt - mondta Aufmuth.

A földi eredetű zavarok mellett a Hold is befolyásolja a méréseket. Az égitest vonzása nem csak a világtengerek vízszintjét emeli meg, de a talajt is. Ezt a Geo 600 üzemeltetői azon veszik észre, hogy megfelelő ciklusban állítani kell a tükrökön.

A helyi zavarok jobb kiszűrése érdekében a Max-Planck intézet kutatói szorosan együttműködnek a hasonló vizsgálatokat végző amerikai kollégáikkal. Két másik lézer-interferométer Louisiana és Washington szövetségi államokban vadászik gravitációs hullámokra. Így a kutatók összehasonlíthatják az eredményeiket, és három "füllel" hallgatva sokkal nagyobb biztonsággal képesek meghatározni a kozmikus hullámok érkezési irányát.

A detektorok egymáshoz igazítása érdekében a német és az amerikai kutatók január közepén egyszerre indították be a lézereiket. Sikerült kimutatni, hogy a berendezések valóban ugyanazt hallják. A Geo 600 a tengerentúli érzékelőkkel együtt bejelzett, amikor Ausztráliában földrengés következett be.

Szupernovák, kettős csillagrendszerek

2002 nyarán indulhatnak Hannover mellett a tényleges mérések. Addig újabb, igen pontos tükröket szerelnek fel, növelve a berendezés érzékenységét. Peter Aufmuth és kollégái azt remélik, hogy a detektor képes lesz hatalmas csillagrobbanásokat, szupernóvákat kimutatni. És nem csak a Tejújrendszerben, hanem sokkal távolabbi galaxisokban is, például a Szűz csillagképben.

Ezeken kívül a kutatókat a kettős csillagrendszerek érdeklik Az ilyen ikercsillagok egy közös tömegközéppont körül szinkronban mozognak. A nagy tömegvonzás hatására folyamatosan szabadulnak fel gravitációs hullámok, ahogy a nyílt vízen két egymásnak ütköző bója is hullámokat ver. Legvégül pedig a Geo 600 az ősrobbanás távoli zaját is érzékelhetné.

A kutatók sokat várnak a földi interferométerektől. De ez csak első lépés egy sokkal becsvágyóbb terv felé: mintegy tíz év múlva kikerülhet a világűrbe a Laser Interferometer Space Antenna (LISA). Ezt a detektort három szonda alkotja majd, melyek között két lézersugár halad.

Űrtükrözés

Az előnyök kézenfekvőek: mivel a világűr eleve légüres, nem kell mesterséges vákuumot előállítani. Ezen kívül a kozmosz nem reng úgy, mint a Föld felszíne. További előnyt jelentenek a Lisa méretei: míg a hannoveri berendezés 600 méter hosszú, a repülő detektor lézersugarait egymástól 5 millió kilométerre található tükrök verik vissza.

Köszönjük, hogy minket olvasol minden nap!

Ha szeretnél még sokáig sok ilyen, vagy még jobb cikket olvasni az Indexen, ha szeretnéd, ha még lenne független, nagy elérésű sajtó Magyarországon, amit vidéken és a határon túl is olvasnak, akkor támogasd az Indexet!

Tudj meg többet az Index támogatói kampányáról!

Milyen rendszerességgel szeretnél támogatni minket?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?

Mekkora összeget tudsz erre szánni?