Das empfindlichste Gravitationswellen-Observatorium aller Zeiten

28.10.2022

Treffen der deutschen ET-Community am 21. Oktober in Hannover

Am 21. Oktober traf sich die deutsche ET-Community auf Einladung der Leibniz Universität in Hannover, um den aktuellen Stand der Gravitationswellenforschung, ihre Herausforderungen und Perspektiven zu erörtern. Nach einer umfassenden Einführung in die Gravitationswellenastronomie, gab es aus erster Hand Informationen über Zukunftsprojekte, die inhaltlich und zeitlich eng mit ET verbunden sind: das Pulsar Timing Array (PTA), die Weltraummission Laser Interferometer Space Antenna (LISA) sowie Beobachtungsmöglichkeiten bei 10 kHz und darüber hinaus.

Anschließend ging es ganz um ET, die in Deutschland vorhandene Expertise in der Gravitationswellenforschung, um Potenziale, interdisziplinäre Kooperationen und die Einbettung des Projektes in die deutsche und europäische Forschungslandschaft. Im Rahmen von Workshops wurden die Gespräche anschließend vertieft und über konkrete nächste Schritte diskutiert.

Fazit: Die Veranstaltung ermöglichte einen guten Überblick über den Stand der Gravitationswellenastronomie, deutsche Beiträge, Entwicklungspotenziale und Möglichkeiten der Zusammenarbeit. Neue Kooperationen wurden auf den Weg gebracht, bestehende Kontakte vertieft und gestärkt.

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29.09.2022

Forschung von Weltrang in der Lausitz

Deutsches Zentrum für Astrophysik – Forschung. Technologie. Digitalisierung. (DZA) gewinnt Wettbewerb zur Strukturförderung

Die Entscheidung im Wettbewerb „Wissen.schafft.Perspektiven“ ist getroffen: Mit dem Deutschen Zentrum für Astrophysik - Forschung. Technologie. Digitalisierung. (DZA) entsteht ein nationales Großforschungszentrum mit internationaler Strahlkraft, das ressourcensparende Digitalisierung vorantreibt, neue Technologien entwickelt, für Transfer sorgt und Perspektiven für die Region schafft – fest verwurzelt in der sächsischen Lausitz.

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Was ist ET?

Das Einstein-Teleskop (ET) ist ein Designkonzept für einen europäischen Gravitationswellen-Detektor der dritten Generation, der rund 10-mal empfindlicher als die heutigen Instrumente sein wird.

ET kann einen tausendfach größeren Bereich des Universums auf der Suche nach Gravitationswellen untersuchen und Quellen aufspüren, die für Instrumente der aktuellen Generation zu schwach sind.

Ein Multi-Detektor

ET wird ein Observatorium sein, das die Beschränkungen heutiger Detektoren überwindet, indem es mehr als einen GW-Detektor beherbergt.

Es wird aus drei ineinander verschachtelten Detektoren bestehen, von denen jeder aus zwei Interferometern mit 10 km langen Armen besteht.

Ein Teleskop im Untergrund

Die ET-Interferometer werden sich in Tunneln befinden, die 200-300 m unter der Erde liegen.

Zur Beobachtung von Gravitationswellen werden Laserstrahlen in den Tunneln an Spiegeln reflektiert und zu ihrem Ausgangspunkt zurückgeschickt. Die Lichtintensität wird dabei ständig gemessen.

Wie funktioniert ET?

Wenn eine Gravitationswelle vorbeizieht, ändert sich der Abstand zwischen den Spiegeln um einen winzigen Betrag. Die Längenänderung zeigt sich in einer Änderung der Intensität des Lichtstrahls.

Dieses Signal ist der Fingerabdruck der Welle. Es enthält Informationen über die Quelle des Signals, z. B. über die Entstehung eines schwarzen Lochs oder kollidierender Neutronensterne.

Was sind Gravitationswellen?

Extreme Ereignisse im Universum, wie die Kollision von Schwarzen Löchern, lösen Schwingungen im Gefüge der Raumzeit aus. Diese Schwingungen breiten sich von ihrer Quelle mit Lichtgeschwindigkeit aus und werden Gravitationswellen genannt.

Sie verändern die Abstände zwischen Objekten um winzige Beträge, während sie vorbeiziehen. Wir brauchen ein extrem empfindliches Instrument, um sie aufzuspüren.

Vergleich mit anderen Detektoren

Gravitationswellen wurden erstmals 2015 von Advanced LIGO nachgewiesen. aLIGO gehört zusammen mit Advanced Virgo und KAGRA zur zweiten Generation von GW-Detektoren. Sie können die stärksten Signale zu sehen, sind aber noch nicht empfindlich genug für Präzisionsmessungen. Die Genauigkeit ist vor allem durch seismisches Rauschen sowie durch thermische Bewegung der optischen Elemente sowie durch die Laserleistung begrenzt. Das Einstein-Teleskop soll in all diesen Bereichen besser werden als seine Vorgänger.