Le prix Nobel de physique 2017 a été décerné pour le premier enregistrement d'ondes gravitationnelles dans l'histoire de l'humanité. L'ouverture a été faite par les collaborations LIGO et VIRGO. Depuis lors, les scientifiques ont enregistré des dizaines de perturbations spatio-temporelles comme échos des interactions d'objets spatiaux distants tels que les trous noirs et les étoiles à neutrons. La nouvelle découverte augmentera la fréquence d'enregistrement des ondes gravitationnelles d'un par semaine à plusieurs événements par jour.
Le complexe LIGO fonctionne comme un système de miroirs interférentiels de faisceaux laser dans des conditions de vide poussé. Les ondes gravitationnelles étirent et compriment l'espace-temps autour de l'installation, ce qui modifie le temps de passage des rayons à travers elle et permet d'enregistrer une perturbation. L'écart dans le vol des rayons est bien inférieur à la largeur du proton. Cela ne peut être corrigé que sur un appareil très, très sensible. La nouvelle étude promet de réduire de moitié le niveau de bruit des miroirs réfléchissants de l'installation, ce qui augmentera huit fois le volume de la partie explorée de l'espace.
Des travaux scientifiques pour réduire le niveau de bruit des miroirs LIGO ont été menés en collaboration entre Caltech, la Colorado State University, l'Université de Montréal et l'Université de Stanford, dont le synchrotron du SLAC National Accelerator Laboratory a été utilisé pour caractériser les revêtements. Chaque miroir de 40 kilogrammes (il y en a quatre dans chaque détecteur des deux observatoires LIGO) est recouvert de matériaux réfléchissants qui, en fait, transforment le verre en miroir. Les miroirs réfléchissent les faisceaux laser sensibles aux ondes gravitationnelles transmises.
Le problème est que les revêtements qui rendent les miroirs réfléchissants peuvent également entraîner un bruit de fond dans l'instrument, qui masque les signaux d'ondes gravitationnelles d'intérêt. Une nouvelle étude de l'équipe LIGO décrit un nouveau type de revêtement de miroir en oxyde de titane et en oxyde de germanium et révèle comment il peut réduire le bruit de fond dans les miroirs LIGO.
La nouvelle couverture peut être utilisée pour le cinquième cycle d'observation LIGO, qui débutera au milieu de la décennie dans le cadre du programme Advanced LIGO Plus. Le quatrième cycle d'observation LIGO, le dernier du programme Advanced LIGO, doit commencer à l'été 2022 et n'utilisera pas l'opportunité de mise à niveau nouvellement découverte.
2021-10-02 16:54:29
Auteur: Vitalii Babkin