3.5 Резонансные детекторы, или гравитационные антенны (AURIGA, EXPLORER, NAUTILUS, ALLEGRO)
Этот тип детекторов гравитационных волн, впервые реализованный Джозефом Вебером (Мэрилендский университет) в 1967, представляет собой гравитационную антенну -- как правило, это металлическая массивная болванка, охлаждённая до низкой температуры. Размеры детектора при падении на него гравитационной волны изменяются, и если частота волны совпадает с резонансной частотой антенны, амплитуда колебаний антенны может стать настолько большой, что колебания можно детектировать. В пионерском эксперименте Вебера антенна представляла собой алюминиевый цилиндр длиной 2 м и диаметром 1 м, подвешенный на стальных проволочках; резонансная частота антенны составляла 1660 Гц, амплитудная чувствительность пьезодатчиков -- 10?16 м. Вебер использовал два детектора, работавших на совпадения, и сообщил об обнаружении сигнала, источником которого с наибольшей вероятностью был центр Галактики. Однако независимые эксперименты не подтвердили наблюдений Вебера. Из действующих в настоящее время детекторов по такому принципу работает сферическая антенна MiniGRAIL (Лейденский университет, Голландия), а также антенны ALLEGRO, AURIGA, EXPLORER и NAUTILUS.
Сейчас в ряде стран действуют ультракриогенные вибрационные детекторы волн тяготения, работающие при температурах лишь на десятые и сотые доли градуса выше абсолютного нуля. Такова, например, установка AURIGA в Падуе. Антенной для нее служит трехметровый цилиндр из алюминиево-магниевого сплава, диаметр которого составляет 60 см, а вес - 2,3 т. Он подвешен в вакуумной камере, охлаждаемой до 0,1 К. Его сотрясения (с частотой порядка 1000 Гц) передаются на вспомогательный резонатор массой в 1 кг, который колеблется с такой же частотой, но много большей амплитудой. Эти вибрации регистрируются измерительной аппаратурой и анализируются с помощью компьютера. Чувствительность комплекса AURIGA - около 10-20-10-21.
Рис. 3.5.1 - Сборка резонансного детектора AURIGA. Видны торцы трех медных защитных труб, окруженных емкостью для жидкого гелия
- ВВЕДЕНИЕ
- 1. Развитие представлений о гравитационном взаимодействии
- 1.1 Формирование идей относительности и представлений о Вселенной до Ньютона
- 1.2 Открытие закона гравитации Ньютоном
- 1.3 Движение планет
- 1.4 Эйнштейн. Общая теория относительности. Гравитационная линза
- 2. Практическое использование закона гравитации
- 2.1 Открытие Нептуна
- 2.2 Определение массы небесных тел
- 3. Приборы для измерения гравитации
- 3.1 Гравитационное излучение и гравитационные волны
- 3.2 Спутниковый метод изучения гравитационного поля земли, карта гравитации Земли
- 3.2.1 Гравитационные аномалии
- 3.3 Лазерные детекторы, или интерферометры (LIGO, VIRGO, GEO 600, TAMA)
- 3.4 Сферический детектор miniGRAIL
- 3.5 Резонансные детекторы, или гравитационные антенны (AURIGA, EXPLORER, NAUTILUS, ALLEGRO)
- ЗАКЛЮЧЕНИЕ