超敏检测器帮助发现引力波

生成喷气机的黑洞的艺术家构想。两百万年前，人马座A *（位于银河系中心的超大质量黑洞）的力量比今天强大了1亿倍。

世界各地的物理学家目前专注于调试三个巨大的超敏探测器，这将有助于发现引力波十倍并增加预期信号的数量1000倍。

澳大利亚参与发现引力波浪 - 以及“听”黑洞形成“倾听”的能力 - 将于1月21日获得大幅提升。

这是来自澳大利亚周边的物理学家将在珀斯北部的澳大利亚国际引力研究中心见面的那一天。他们的使命：启动一个全国范围的项目，扩大澳大利亚参与美国和欧洲项目的狩猎难以捉摸的波浪。

该项目将由GDC FRED Deshon主席，引力波天道发展委员会Jens Balkau主席和澳大利亚联盟主席的Gravity发现中心（GDC）在重力发现中心（GDC）发起，以澳大利亚联盟的引力天文彼得搬迁。还包括Gingin Devioratory的GDC与澳大利亚国际引力研究中心共享Gingin现场，并为宇宙的大问题提供公共教育。

引力波是时空曲率的波纹。他们被认为是在大爆炸和黑洞出生的时候标记一开始的时间。它们是由极端宇宙事件产生的，例如碰撞明星和超新星爆炸。理论预测，它们以光速携带大量能量。虽然他们的力量可能超过宇宙中所有星星的力量，但它们的效果是微小的，并且难以检测。

西澳大利亚大学Winthrop教授David Blair的中心董事表示，世界各地的1000家物理学家目前正在涉及的搜索专注于三个巨大的超敏探测器调试，这将在美国和欧洲开始在未来几年内开始运营。 ，另一个在日本建设中。

“灵敏度的预期步骤将延长其达到十倍，并增加1000倍的预期信号的数量，”他说。

Peter Veitch教授，澳大利亚的引力天文学椅子，新的先进探测器改变了整个游戏。

“我们第一次拥有坚定的预测：信号的力量和数量，”他说。“我们不再希望罕见和未知的事件。我们将监控大量宇宙，并在我们第一次充满信心，我们将“倾听”与二元中子星系的聚结和黑洞的形成。一旦这些探测器达到完全敏感性，我们就会几乎每周听到信号。“

新的澳大利亚项目已经发展出了10多年前开始的伙伴关系（见下面的背景信息）。它有两个组件：涉及在GRC的实验的组件，以及使用安装在WA的Pawsey Center的IVEC超级计算机的信号检测。澳大利亚研究委员会的核心资助的项目由（领导机构）UWA和澳大利亚国立大学，阿德莱德和墨尔本，Csiro，Ivec和Aarnet的大学，以及汉诺威的Albert Einstein研究所， 德国。该项目的总价值超过2米。

实验团队将安装由CSIRO开发的高纯度熔融石英镜，以及在Adelaide和Anu开发的Adelaide和控制技术中开发的最先进的光学传感器。所有这些设备将用于开发美国和欧洲的大探测器所需的控制技术，以防止可能的不稳定性，并确保探测器可以长时间运行，因为它们倾听宇宙的声音。

新探测器是美国汉福德和利文斯顿的先进利焦探测器，以及意大利Cascina的晚期处女座探测器。

来自探测器的数据将与光学望远镜结合使用，该光学望远镜将搜索天空，以获得由引力波向信号发出的灾难性事件的可见迹象。澳大利亚正在贡献两个望远镜来搜索：Zadko望远镜在Gingin和Coonabarrabran在新南威尔士州的Skymapper望远镜。

来自探测器的数据将分发给许多国家的数据分析团队。澳大利亚数据分析团队已经开发出用于探测器中不可避免的噪声的特殊技术，以及使用图形处理单元的特殊技术来检测它们发生的瞬间（而不是可能需要几分钟或小时的传统技术来识别信号）。如果光学望远镜将能够在它们发生的那一刻定位遥远的爆炸，这种快速检测方法尤为重要。预计最令人兴奋的源头之一是形成一个黑洞的中子恒星的聚结，发出了一阵伽马射线和天文学家呼叫千瓦瓦的闪光。

在这个项目中，Pawsey Cente超级计算机将配备在Anu，Melbourne和UWA开发的“搜索管道”。这些是旨在将信号与噪声分离的大量计算机代码。每个管道针对特定类型的信号进行优化，例如预期的啁啾作为中子恒星螺旋形和黑洞形式。使用这些代码，澳大利亚学生将能够在第一次发现引力波中发挥重要作用。

背景

澳大利亚一直从事20多年的GWS国际检索。1993年至2000年间在UWA之间运营的探测器是当时世界上最好的探测器，并作为5个探测器国际阵列的一部分，证明了在银河系中非常罕见的强烈的引力源。 1995年澳大利亚联盟成立以追求新的基于激光的探测器技术。CSIRO赢得了主要合同，为美国利戈项目（Ligo代表重力观测台的Ligo代理）提供了主要的镜子，以2000年建造了Gingin工厂，作为未来大规模天文台的第一阶段。它由联邦和沃斯政府和四所大学资助。一系列联邦拨款加大学和国际贡献已被用来开发包括大型真空系统，洁净室和高功率激光器的设施。2001年澳大利亚联盟应对国际社会的呼吁，以发展至关重要的研究Gingin的设施检查和减轻与探测器所需的高强度激光相关的问题。它是世界上唯一有这一重点的研发设施。2009年澳大利亚成为美国先进利川项目的合伙人，目前正在委托。它提供了用于控制和分析探测器中使用的激光的关键检测器组件。硬件交付和调试程序将继续直到2015年，其中新探测器预期实现高灵敏度。邦因设施已经发现了新的光学现象，其中致孔的光颗粒被称为声音的颗粒。研究团队正在探索使用这些相互作用来提高大规模探测器的稳定性的方法。

新项目将使实验能够在可扩展到长基线探测器的尺寸上进行实验。也将首次允许澳大利亚联盟建立允许澳大利亚引力波天文学家在新探测器的数据开始流动2015年允许澳大利亚引力波天文学家在全球搜索所需的超级计算机系统。

图像：NASA / Dana Berry / SkyWorks Digital