Schema di diffrazione elettronica del rivestimento di afnia drogato con silice trattato termicamente a 600°C che mostra che il rivestimento è ancora amorfo. Questo modello è rappresentativo di quelli misurati a temperature di trattamento termico inferiori. Credito: Lettere di revisione fisica (2019). DOI:10.1103/PhysRevLett.122.231102
Un team di ricercatori dell'Università di Glasgow, l'Università di Strathclyde e Hobart e i college William Smith hanno sviluppato un nuovo rivestimento per gli specchi utilizzati sui rilevatori di gravità che è 25 volte meno rumoroso delle superfici degli specchi utilizzate su LIGO. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive come l'hanno realizzato e come si è comportato durante i test.
Gli specchi utilizzati nei rilevatori di onde gravitazionali sono posizionati alle estremità dei suoi bracci. I raggi luminosi coerenti vengono riflessi da entrambi gli specchi e interferiscono tra loro. Le onde gravitazionali si misurano osservando quanto si spostano gli specchi, con conseguenti lievi variazioni di lunghezza delle braccia a cui sono attaccati, con una precisione di 10 –16 cm. Per quanto impressionante sia, i ricercatori vogliono migliorare la sensibilità dei rivelatori utilizzati a LIGO/Virgo, anche dopo il recente aggiornamento.
A quello scopo, membri dell'Unione Europea hanno iniziato a sviluppare piani per la costruzione di quello che il telescopio Einstein, un rivelatore di onde gravitazionali con sensibilità 100 volte superiore a LIGO/Virgo. Ma perché ciò accada, sono necessari miglioramenti nella progettazione dell'attuale interferometro. Uno di questi miglioramenti è la riduzione della quantità di fluttuazioni termiche nei rivestimenti degli specchi. In questo nuovo sforzo, i ricercatori affermano di aver fatto proprio questo.
Le fluttuazioni nel rivestimento dello specchio sono dovute a perdite meccaniche in cui le vibrazioni provocano la generazione di calore, causando fluttuazioni termiche. Il rumore delle fluttuazioni interferisce con la misurazione delle onde gravitazionali. Per i sistemi attuali, il livello di rumore è accettabile, ma deve essere ridotto in modo significativo per i rivelatori più sensibili.
Per ridurre il rumore nel rivestimento dello specchio, i ricercatori hanno sostituito la silice fusa e l'ossido di tantalio attualmente utilizzati con ossido di afnio e silicio amorfo, rispettivamente. I test hanno mostrato che le sostituzioni sono 25 volte meno rumorose degli attuali rivestimenti, abbastanza per l'uso sul telescopio Einstein.
I teorici hanno stimato che il telescopio Einstein dovrebbe essere in grado di trovare buchi neri primari e altri oggetti esotici e dovrebbe anche fornire i risultati necessari per chiarire la costante di Hubble.
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