雷射干涉重力波天文台

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雷射干涉重力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,缩写为LIGO)是美国分别在路易西安纳州的列文斯顿和华盛顿州的汉福德建造的两个重力波探测器。
中文名
雷射干涉重力波天文台
外文名
Laser interference in a gravitational wave observatory
缩    写
为LIGO
特    点
重力波探测器

目录

雷射干涉重力波天文台构造

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探测器采用迈克生干涉仪和法布立-培若干涉仪的原理,主要部分是两个互相垂直的长臂,每个臂长4000米,臂的末端悬挂著反射镜。管道采用不锈钢制成,直径1.2米,内部真空度为10大气压。大功率的雷射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。重力波会造成光程差发生变化,导致干涉条纹发生移动。

雷射干涉重力波天文台历史

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重力波是爱因斯坦的广义相对论预言的一种时空波动,雷射干涉重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重力波。20世纪60年代美国科学家约瑟夫·韦伯建造了铝制的棒状重力波探测器,试图用谐振原理探测重力波,後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·魏斯等人意识到用雷射干涉方法探测重力波的可能性,但是重力波的探测要求仪器的灵敏度达到能够检测长度到为10量级的变化,也就是1000米的长度上变化10米,相当於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,开始联合建设雷射干涉重力波天文台。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大气压的真空。此外还要在路易西安纳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重力波的信号。
雷射干涉重力波天文台於1999年11月建成,耗资3.65亿美元。2005年,雷射干涉重力波天文台开始进行改造,包括采用更高功率的雷射器、进一步减少振动等。改造之後的探测器灵敏度将提高1个数量级,称为先进雷射干涉重力波天文台(Advanced LIGO)。

雷射干涉重力波天文台参见

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  • 重力波天文学
  • 汉福德区(Hanford Site)

雷射干涉重力波天文台参考文献

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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
词条标签:
非社会 社会