激光干涉引力波天文台：修订间差异

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'''激光干涉引力波天文台'''（{{lang-en|Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory}}，[[缩写]]：{{lang|en|'''LIGO'''}}）是探测[[引力波]]的一个大规模物理实验和天文观测台。1992年，由[[加州理工学院]]的物理学家[[基普·索恩]]和{{le|罗纳德·|Ronald Drever}}，与[[麻省理工学院]]的{{le|莱纳·魏斯|Rainer Weiss}}共同创建，“激光干涉引力波天文台”（LIGO）是[[麻省理工学院]]与[[加州理工学院]]和其他院校等的科学家们的一个联合项目。参与该项目的科学家们和引力波天文学中的数据分析是被{{le|LIGO科学合作|LIGO Scientific Collaboration}}机构所组织，其中包括全球900多个科学家，以及44000活跃在[[Einstein@Home]]的用户。LIGO是由[[美国国家科学基金会]]（NSF）资助，并由英国{{le|科学与技术设施委员会|Science and Technology Facilities Council}}，德国[[马克斯普朗克学会]]和{{le|澳大利亚研究理事会|Australian Research Council}}做出了重要贡献。到2015年9月中旬，“世界上最大的引力波设施”已完成了5年$2亿美元的检修-总成本达到$6.2亿美元。LIGO是有史以来由美国国家科学基金会资助的规模最大，和最雄心勃勃的项目。
'''激光干涉引力波天文台'''（{{lang-en|Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory}}，[[缩写]]：{{lang|en|'''LIGO'''}}）是探测[[引力波]]的一个大规模物理实验和天文观测台。1992年，由[[加州理工学院]]的物理学家[[基普·索恩]]和{{le|罗纳德·|Ronald Drever}}，与[[麻省理工学院]]的{{le|莱纳·魏斯|Rainer Weiss}}共同创建，“激光干涉引力波天文台”（LIGO）是[[麻省理工学院]]与[[加州理工学院]]和其他院校等的科学家们的一个联合项目。参与该项目的科学家们和引力波天文学中的数据分析是被{{le|LIGO科学合作|LIGO Scientific Collaboration}}机构所组织，其中包括全球900多个科学家，以及44000活跃在[[Einstein@Home]]的用户<ref name="Census">{{cite web|title=LSC/Virgo Census|url=https://my.ligo.org/census.php|work=myLIGO|accessdate=28 November 2015}}</ref><ref name="Nature_2015_Sept_15" />。LIGO是由[[美国国家科学基金会]]（NSF）资助，并由英国{{le|科学与技术设施委员会|Science and Technology Facilities Council}}，德国[[马克斯普朗克学会]]和{{le|澳大利亚研究理事会|Australian Research Council}}做出了重要贡献<ref>{{cite web|title=Major research project to detect gravitational waves is underway|url=http://www.birmingham.ac.uk/news/latest/2015/05/gravitational-waves-28-05-15.aspx|website=University of Birmingham News|publisher=[[University of Birmingham]]|accessdate=28 November 2015}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Shoemaker|first1=David|title=The evolution of Advanced LIGO|journal=LIGO Magazine|date=2012|issue=1|page=8|url=http://www.ligo.org/magazine/LIGO-magazine-issue-1.pdf#page=8}}</ref>。到2015年9月中旬，“世界上最大的引力波设施”已完成了5年$2亿美元的检修 - 总成本达到$6.2亿美元<ref name="Nature_2015_Sept_15">{{citation |title=Hunt for gravitational waves to resume after massive upgrade: LIGO experiment now has better chance of detecting ripples in space-time|first=Davide |last=Castelvecchi|publisher=Nature News |date=15 September 2015 |accessdate=12 January 2016 |url=http://www.nature.com/news/hunt-for-gravitational-waves-to-resume-after-massive-upgrade-1.18359}}</ref><ref>{{cite web |first=Sarah |last=Zhang |title=The Long Search for Elusive Ripples in Spacetime |url=http://www.wired.com/2015/09/long-search-elusive-ripples-spacetime |date=15 September 2015}}</ref>。LIGO是有史以来由[[美国国家科学基金会]]资助的规模最大，和最雄心勃勃的项目<ref>Larger physics projects in the United States, such as [[Fermilab]], have traditionally been funded by the [[United States Department of Energy|Department of Energy]].</ref><ref>[http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=103042 LIGO Fact Sheet at NSF]</ref>。


2002年至2010年间首次LIGO运行并没有发现任何引力波。在此之后的多年停机，而在同时检测器被大大改善的“高级LIGO”版本所代替。到2015年2月，两个此类先进的探测器（一个在[[路易斯安那州]]的[[利文斯頓 (路易斯安那州)|利文斯頓]]，而另一个在[[华盛顿州]]的[[漢福德區|汉福德]]）被带进入工程模式。在2015年9月18日，高级LIGO在以初始LIGO干涉仪的约四倍的敏感度开始了第一次正式的科学观测。它的灵敏度将进一步提升，直至2021年左右达到设计的灵敏度。
2002年至2010年间首次LIGO运行并没有发现任何引力波。在此之后的多年停机，而在同时检测器被大大改善的“高级LIGO”版本所代替<ref>{{cite web|title=Gravitational wave detection a step closer with Advanced LIGO|url=http://spie.org/newsroom/technical-articles/videos/ligo-hanford-spie-video|publisher=SPIE Newsroom|accessdate=4 January 2016}}</ref>。到2015年2月，两个此类先进的[[引力波探测器]]（一个在[[路易斯安那州]]的[[利文斯頓 (路易斯安那州)|利文斯頓]]，而另一个在[[华盛顿州]]的[[漢福德區|汉福德]]）被带进入工程模式<ref>{{cite web|title=LIGO Hanford's H1 Achieves Two-Hour Full Lock |url=https://www.advancedligo.mit.edu/feb_2015_news.html |date=February 2015}}</ref>。在2015年9月18日，高级LIGO在以初始LIGO干涉仪的约四倍的敏感度开始了第一次正式的科学观测<ref>{{cite news |last=Amos |first=Jonathan |title=Advanced Ligo: Labs 'open their ears' to the cosmos |url=http://www.bbc.com/news/science-environment-34298363 |journal=BBC News |date=19 September 2015 |accessdate=19 September 2015}}</ref>。它的灵敏度将进一步提升，直至2021年左右达到设计的灵敏度<ref name="LIGO_dec_2015">{{cite web|title=Planning for a bright tomorrow: prospects for gravitational-wave astronomy with Advanced LIGO and Advanced Virgo|url=http://www.ligo.org/science/Publication-ObservingScenario/index.php|publisher=[[LIGO Scientific Collaboration]]|accessdate=31 December 2015 |date=23 December 2015}}</ref>。


在2016年2月11日，{{le|LIGO科学合作|LIGO Scientific Collaboration}}机构和{{le|处女座|Virgo interferometer}}合作的1012位作者发表了关于探测引力波的一篇论文，从2015年9月14日09.51 UTC检测到的[[GW150914|引力波信号]]，在距离地球13亿光年位置有两个大约30倍太阳质量的黑洞合并在一起<ref name="PhysRevLett.116.061102">{{cite journal |title=Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger |journal=Physical Review Letter 116, 061102 (2016)| url=http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.061102 |date=February 11, 2016 |last=LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration |first=B. P. Abbott|doi=10.1103/PhysRevLett.116.061102 |accessdate=2016-02-11}}</ref><ref name="Nature_11Feb16" /><ref>{{cite web|url=http://www.ligo.org/news/detection-press-release.pdf|title=Gravitational waves detected 100 years after Einstein's prediction|date=February 11, 2016|publisher=LIGO|accessdate=11 February 2016}}</ref>。


==構造==
==構造==

2016年2月13日 (六) 17:13的版本

激光干涉引力波天文台
LIGO
LIGO漢福德控制室
基本資料
組織LIGO科學合作組織
位置华盛顿州漢福德區
路易斯安那州利文斯頓
坐标46°27′18.52″N 119°24′27.56″W / 46.4551444°N 119.4076556°W / 46.4551444; -119.4076556 (LIGO Hanford Observatory)
30°33′46.42″N 90°46′27.27″W / 30.5628944°N 90.7742417°W / 30.5628944; -90.7742417 (LIGO Livingston Observatory)
波長43–10000 km
(30–7000 Hz)
建築1999年
啟用2002年8月23日
望遠鏡型式引力波天文台
口徑4000 m
http://www.ligo.org/
共享资源页面 维基共享资源

激光干涉引力波天文台（英語：Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，缩写：LIGO）是探测引力波的一个大规模物理实验和天文观测台。1992年，由加州理工学院的物理学家基普·索恩和罗纳德·（英语：Ronald Drever），与麻省理工学院的莱纳·魏斯共同创建，“激光干涉引力波天文台”（LIGO）是麻省理工学院与加州理工学院和其他院校等的科学家们的一个联合项目。参与该项目的科学家们和引力波天文学中的数据分析是被LIGO科学合作（英语：LIGO Scientific Collaboration）机构所组织，其中包括全球900多个科学家，以及44000活跃在Einstein@Home的用户[1][2]。LIGO是由美国国家科学基金会（NSF）资助，并由英国科学与技术设施委员会（英语：Science and Technology Facilities Council），德国马克斯普朗克学会和澳大利亚研究理事会（英语：Australian Research Council）做出了重要贡献[3][4]。到2015年9月中旬，“世界上最大的引力波设施”已完成了5年$2亿美元的检修 - 总成本达到$6.2亿美元[2][5]。LIGO是有史以来由美国国家科学基金会资助的规模最大，和最雄心勃勃的项目[6][7]。

2002年至2010年间首次LIGO运行并没有发现任何引力波。在此之后的多年停机，而在同时检测器被大大改善的“高级LIGO”版本所代替[8]。到2015年2月，两个此类先进的引力波探测器（一个在路易斯安那州的利文斯頓，而另一个在华盛顿州的汉福德）被带进入工程模式[9]。在2015年9月18日，高级LIGO在以初始LIGO干涉仪的约四倍的敏感度开始了第一次正式的科学观测[10]。它的灵敏度将进一步提升，直至2021年左右达到设计的灵敏度[11]。

在2016年2月11日，LIGO科学合作（英语：LIGO Scientific Collaboration）机构和处女座合作的1012位作者发表了关于探测引力波的一篇论文，从2015年9月14日09.51 UTC检测到的引力波信号，在距离地球13亿光年位置有两个大约30倍太阳质量的黑洞合并在一起[12][13][14]。

構造

探测器采用迈克耳孙干涉仪和法布里－珀罗干涉仪的原理（吉莱-图努瓦干涉反射镜（英语：Gires–Tournois etalon）），主要部分是两个互相垂直的长臂，每个臂长4,000米（13,000英尺），臂的末端悬挂着反射镜。管道采用不锈钢制成，直径1.2米（3英尺11英寸），内部真空度为10-12大气压。大功率的激光束在臂中来回反射大约50次，使等效臂长大大增加，形成干涉条纹。引力波会造成光程差发生变化，导致干涉条纹发生移动。

歷史

引力波是爱因斯坦的广义相对论预言的一种时空波动，激光干涉引力波天文台设计目标是检测聯星系統、超新星爆发、致密星的合并、宇宙弦、黑洞、中子星等天体物理过程中产生的引力波。20世纪60年代，美国科学家约瑟夫·韦伯建造了铝制的棒状引力波探测器，试图用共振（谐振）原理探测引力波，后来世界各国又陆续建造了一些棒状探测器，但是效果并不理想。1970年代，加州理工学院的莱纳·魏斯等人意识到用激光干涉方法探测引力波的可能性，但是引力波的探测要求仪器的灵敏度达到能够检测长度到为10-21量级的变化，也就是1,000米（3,300英尺）的长度上变化10-18米，相当于质子尺度的千分之一，对技术的要求极其苛刻。20世纪90年代，如此高灵敏度所需的技术条件逐渐成熟。1991年，麻省理工学院与加州理工学院在美国国家科学基金会的资助下，开始联合建设激光干涉引力波天文台。为了降低地震对系统带来的干扰，光学装置安装在结构复杂的防振台上，为降低空气分子热运动的影响，光路中抽成10-12大气压的真空。此外还要在路易斯安那州和华盛顿州建造两个相同的探测器，彼此相距3000公里。只有两个探测器同时检测到的信息才有可能是引力波的信号。[15]

激光干涉引力波天文台于1999年11月建成，耗资3.65亿美元。2005年，激光干涉引力波天文台开始进行改造，包括采用更高功率的激光器、进一步减少振动等。改造之后的探测器灵敏度将提高1个数量级，称为先进激光干涉引力波天文台（Advanced LIGO）。2016年2月11日，LIGO和Virgo共同宣布首次探测到了引力波。

參見

维基共享资源上的相关多媒体资源：激光干涉引力波天文台

參考文獻

延伸閱讀

外部連結

维基共享资源上的相关多媒体资源：激光干涉引力波天文台
探测器
共振质量天线
运行中
退役
地基干涉仪
运行中
退役
建设中
提议
天基干涉仪
退役
建设中
提议
CMB偏振实验
退役
运行中
建设中
脉冲星计时阵
数据分析
探测
事件
方法
理论
效果/属性
重力波源
  1. ^ LSC/Virgo Census. myLIGO. [28 November 2015]. 
  2. ^ 2.0 2.1 Castelvecchi, Davide, Hunt for gravitational waves to resume after massive upgrade: LIGO experiment now has better chance of detecting ripples in space-time, Nature News, 15 September 2015 [12 January 2016] 
  3. ^ Major research project to detect gravitational waves is underway. University of Birmingham News. University of Birmingham. [28 November 2015]. 
  4. ^ Shoemaker, David. The evolution of Advanced LIGO (PDF). LIGO Magazine. 2012, (1): 8. 
  5. ^ Zhang, Sarah. The Long Search for Elusive Ripples in Spacetime. 15 September 2015. 
  6. ^ Larger physics projects in the United States, such as Fermilab, have traditionally been funded by the Department of Energy.
  7. ^ LIGO Fact Sheet at NSF
  8. ^ Gravitational wave detection a step closer with Advanced LIGO. SPIE Newsroom. [4 January 2016]. 
  9. ^ LIGO Hanford's H1 Achieves Two-Hour Full Lock. February 2015. 
  10. ^ Amos, Jonathan. Advanced Ligo: Labs 'open their ears' to the cosmos. 19 September 2015 [19 September 2015].  |journal=被忽略 (帮助)
  11. ^ Planning for a bright tomorrow: prospects for gravitational-wave astronomy with Advanced LIGO and Advanced Virgo. LIGO Scientific Collaboration. 23 December 2015 [31 December 2015]. 
  12. ^ LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration, B. P. Abbott. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. Physical Review Letter 116, 061102 (2016). February 11, 2016 [2016-02-11]. doi:10.1103/PhysRevLett.116.061102. 
  13. ^ 引用错误：没有为名为Nature_11Feb16的参考文献提供内容
  14. ^ Gravitational waves detected 100 years after Einstein's prediction (PDF). LIGO. February 11, 2016 [11 February 2016]. 
  15. ^ Astrophysical Sources of Gravitational Radiation. 
取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=激光干涉引力波天文台&oldid=39064399”