Panna (interferometr)

Panna (někdy stylizovaná jako PANNA ) je francouzsko-italský detektor gravitačních vln umístěný na EGO (Evropská gravitační observatoř) ( Cascina commune poblíž italského města Pisa ), stejně jako stejnojmenná spolupráce, která jej vyvíjí a udržuje. V roce 2016 na hvězdárně pracovalo 338 zaměstnanců [1] . Adresa: European Gravitational Observatory, Via Edoardo Amaldi, Santo Stefano a Macerata, 56021 - Cascina (PI) - Itálie.

Výstavba komplexu Virgo byla dokončena v červnu 2003 nákladem 72 milionů eur a první vědecká data byla získána v květnu 2007. V roce 2012 byl vyvinut projekt upgradu detektoru na Advanced Virgo. Spuštění upgradované instalace proběhlo v roce 2017 a citlivost byla zvýšena asi 10x.

Zařízení

Hlavní částí detektoru je Michelsonův laserový interferometr , jehož každé rameno je dlouhé 3 kilometry. Zpětné odrazy signálů na koncích ramen zvyšují jejich účinnou délku na 120 kilometrů. Rozsah citlivosti Virgo je od 10 do 6000 Hertzů , v optimu dosahuje přesnost měření . Šířka dosahu spolu s vysokou citlivostí detektoru umožňuje snad s jeho pomocí detekovat gravitační záření z výbuchů supernov a slučování binárních systémů v naší Galaxii a v mnoha blízko ní, např. z celé Shluk Panny .

Pro dosažení požadované vysoké citlivosti byly pro Virgo vyvinuty jedinečné vysoce výkonné ultrastabilní lasery , zrcadla s ultravysokou odrazivostí , seismické izolátory a ovladače polohy a směru.

Optická část Virgo využívá jeden z nejstabilnějších laserů, jaký byl kdy postaven (2009). Pro výrobu zrcadel s odrazivostí nad 99,999 % a přesností tvaru nanometrů byla postavena speciální továrna na optické povlaky. Izolaci optických částí interferometru od seismického šumu zajišťují deset metrů vysoké vícestupňové kyvadlové systémy. Vnitřek interferometru je evakuován na tlak v milibarech , aby se eliminoval hluk přenášený vzduchem. Tato část obsahuje dvě trubky o délce 3 kilometry a průměru 1,2 metru, a je tak největší vakuovou instalací v Evropě (6800 m³) a třetí největší na světě (po interferometrech LIGO ). Trubky spočívají na 20metrových betonových prvcích, které jsou podepřeny asi tisícovkou betonových pilot, prohloubených o 20-50 metrů, aby se dostaly do vrstev, které nepodléhají povrchovým vibracím. Pro dosažení tak nízkého tlaku byly trubky vyrobeny speciální technologií, včetně desorpce vodíku z kovu trubek; navíc před každým cyklem provozu interferometru se potrubí několik dní zahřívá na 150 °C, aby se odstranila vodní pára.

Vědecké výsledky

Spolupráce LIGO a Virgo se dohodly na společném zpracování dat z detektorů. 11. února 2016 oznámili první přímé pozorování gravitačních vln [2] . Na tomto objevu se sice podílela spolupráce Virgo, nicméně samotný signál byl zaznamenán pouze na citlivějších instalacích LIGO (v září 2015).

První gravitační signál detekovaný všemi třemi detektory (Panna a dva LIGO) byl detekován v srpnu 2017. Svědčila o sloučení dvou černých děr o hmotnostech asi 31 a 25 hmotností Slunce 1,8 miliardy světelných let od Země [3] .

Galerie

• Obecná forma

• Jedna z budov hlavního nádraží v Panně

• Letecký pohled na komplex

• Pohled na jednu z trubek Panny z mostu nad ní

• Pohled na dvě roury Panny ze stejného mostu v opačném směru

• Letecký pohled na komplex

• Schematické schéma zařízení

• Optické uspořádání interferometru

• Schéma závěsů zrcadel nového interferometru Advanced Virgo

• Křivka maximální dosažené citlivosti původní verze interferometru, 2011

• Návrh a dosažené citlivosti různých prostředků detekce gravitačních vln

Poznámky

1. ↑ Databáze spolupráce  Panny . Panna. Získáno 29. února 2016. Archivováno z originálu 29. února 2016.
2. ↑ Igor Ivanov. Gravitační vlny jsou otevřené! . Elements of Big Science (11. února 2016). Datum přístupu: 14. února 2016. Archivováno z originálu 14. února 2016. (Ruština)
3. ↑ Gravitační vlny ze sloučení binárních černých děr pozorované LIGO a Virgo

Odkazy

• Oficiální webové stránky  (italsky)
• Popis Virgo na webu EGO  Archivováno 13. července 2006 na Wayback Machine