激光干涉引力波天文台
| 激光干涉引力波天文台 LIGO |
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 LIGO漢福德控制室 |
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| 組織: | LIGO科學合作組織 | ||
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| 位置: | 华盛顿州漢福德區 路易斯安那州利文斯頓 |
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| 座標: | 46°27′18.52″N 119°24′27.56″W / 46.4551444°N 119.4076556°W 30°33′46.42″N 90°46′27.27″W / 30.5628944°N 90.7742417°W |
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| 波長: | 43–10000 km (30–7000 Hz) |
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| 建築: | 1999年 | ||
| 啟用: | 2002年8月23日 | ||
| 望遠鏡類型: | 引力波天文台 | ||
| 直徑: | 4000 m | ||
| 網址: | http://www.ligo.org/ | ||
激光干涉引力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，缩写：LIGO）是美国分别在路易斯安那州的列文斯顿和华盛顿州的汉福德建造的两个引力波探测器。
目录 |
構造 [编辑]
探测器采用迈克耳孙干涉仪和法布里-珀罗干涉仪的原理，主要部分是两个互相垂直的长臂，每个臂长4000米，臂的末端悬挂着反射镜。管道采用不锈钢制成，直径1.2米，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 [编辑]
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密近双星、超新星爆发、致密星的合并、宇宙弦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1000米的长度上变化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。
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）。
參見 [编辑]
參考文獻 [编辑]
- Kip Thorne, ITP & Caltech. Spacetime Warps and the Quantum: A Glimpse of the Future. Lecture slides and audio
- Rainer Weiss, Electromagnetically coupled broad-band gravitational wave antenna, MIT RLE QPR 1972
延伸閱讀 [编辑]
- Einstein's Unfinished Symphony by Marcia Bartusiak, ISBN 0-425-18620-2.
- Fundamentals of Interferometric Gravitational Wave Detectors by Peter R. Saulson, ISBN 981-02-1820-6.
- Gravity's Shadow: The Search for Gravitational Waves by Harry Collins, ISBN 0-226-11378-7.
- Traveling at the Speed of Thought by Daniel Kennefick, ISBN 978-0-691-11727-0
外部鏈接 [编辑]
- LIGO Scientific Collaboration web page
- LIGO Laboratory
- LIGO News blog
- Living LIGO blog: answering questions about LIGO science and being a scientist by LIGO member Amber Stuver
- Advanced LIGO homepage
- Columbia Experimental Gravity
- American Museum of Natural History film and other materials on LIGO
- 40 m Prototype
- Earth-Motion studies A brief discussion of efforts to correct for seismic and human-related activity that contributes to the background signal of the LIGO detectors.
- Caltech's Physics 237-2002 Gravitational Waves by Kip Thorne Video plus notes: Graduate level but does not assume knowledge of General Relativity, Tensor Analysis, or Differential Geometry; Part 1: Theory (10 lectures), Part 2: Detection (9 lectures)
- Caltech Tutorial on Relativity — An extensive description of gravitational waves and their sources.
