Een team van onderzoekers van de Universiteit van Glasgow, de University of Strathclyde and Hobart en William Smith Colleges hebben een nieuwe coating ontwikkeld voor spiegels die worden gebruikt op zwaartekrachtdetectoren, die 25 keer minder lawaai maakt dan spiegeloppervlakken die op LIGO worden gebruikt. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft hoe ze het hebben gemaakt en hoe goed het presteerde tijdens het testen.

De spiegels die in zwaartekrachtgolfdetectoren worden gebruikt, bevinden zich aan de uiteinden van de armen. Coherente lichtstralen worden door beide spiegels gereflecteerd en interfereren met elkaar. Zwaartekrachtsgolven worden gemeten door op te merken hoeveel de spiegels verschuiven, resulterend in kleine veranderingen in de lengte van de armen waaraan ze zijn bevestigd, tot een nauwkeurigheid van 10 ^–16 cm. Hoe indrukwekkend dat ook is, onderzoekers willen de gevoeligheid van de detectoren die bij LIGO/Virgo worden gebruikt verbeteren, zelfs na de recente upgrade.

Daartoe, leden van de Europese Unie zijn begonnen met het ontwikkelen van plannen voor de bouw van wat de Einstein Telescope, een zwaartekrachtgolfdetector met een gevoeligheid die 100 keer hoger is dan die van LIGO/Virgo. Maar om dat te laten gebeuren, verbeteringen in het ontwerp van de huidige interferometer zijn vereist. Een van die verbeteringen is het verminderen van de hoeveelheid thermische fluctuaties in de spiegelcoatings. In deze nieuwe poging de onderzoekers beweren precies dat te hebben gedaan.

Fluctuaties in de spiegelcoating zijn te wijten aan mechanisch verlies waarbij trillingen resulteren in warmteontwikkeling, thermische schommelingen veroorzaken. Het geluid van de fluctuaties interfereert met het meten van de zwaartekrachtgolven. Voor de huidige systemen het geluidsniveau is acceptabel, maar het moet aanzienlijk worden verminderd voor gevoeligere detectoren.

Om het geluid in de spiegelcoating te verminderen, de onderzoekers vervingen het gesmolten silica en tantaaloxide dat momenteel wordt gebruikt door hafniumoxide en amorf silicium, respectievelijk. Testen toonden aan dat de vervangingen 25 keer minder lawaai maakten dan de huidige coatings - genoeg voor gebruik op de Einstein Telescope.

Theoretici hebben geschat dat de Einstein Telescoop in staat zou moeten zijn om primaire zwarte gaten en andere exotische objecten te vinden - en het zou ook de nodige bevindingen moeten opleveren om de Hubble-constante te verduidelijken.

© 2019 Wetenschap X Netwerk