LIGO je nazaj, izboljšan in hitrejši

Po triletnem premoru, ki ga je povzročila pandemija, se bodo eksperimenti v observatoriju LIGO nadaljevali. V observatoriju za zaznavanje gravitacijskih valov LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), ki ima detektorja v zveznih državah Washington in Louisiana, so vmes izvedli tudi obsežna vzdrževalna dela in ga pošteno nadgradili. Doslej so lahko signale zaznavali vsak teden, odslej bo to možno vsak drugi ali tretji dan. Prav tako bo videl dlje, kar milijardo svetlobnih let v vesolje.

LIGO pa ni edini tovrstni observatorij na svetu. V Italiji imajo detektor Virgo blizu Pise, ki so ga tudi nadgradili, a se zaradi tehničnih težav še ni ponovno zagnal. To naj bi se zgodilo konec poletja ali jeseni, obljubljajo. Na Japonskem pa so ta teden ponovno zagnali observatorij KAGRA, ki bo deloval približno mesec dni, nato pa ga bodo ustavili, da bodo ogledala ohladili na 20 K. Tega ostala observatorija ne uporabljata, bo pa v prihodnosti verjetno nujno.

Vsi trije uporabljajo isti koncept. Zaznavajo gravitacijske valove, ki nastanejo ob premikih velikih mas v vesolju, denimo pri zlitju dveh črnih lukenj. Gravitacijske valove, ki povzročijo malenkostno spremembo razdalj, merijo z dolgimi interferometri. Laserski žarek potuje po dveh ceveh v vakuumu, ki sta dolgi od tri (Virgo, KARGA) do štiri (LIGO) kilometre. Žarka se po odboju od zrcal ponovno srečata na senzorju v sredini, ki je interferometer in zazna, ali sta žarka malce iz faze - v tem primeru je prišlo do raztegnitve tunela. V praksi so te raztegnitve izjemno majhne, manj kot je širina enega protona, zato je treba zelo natančno izničiti vplive okolice. Drugo težavo predstavljajo kvantni vplivi, ki med drugim prepovedujejo absolutno natančne meritve. Če im bolj natančno izmerijo eno količino, manj nadzora imajo nad drugo. Če zelo natančno uredijo čas preleta fotonov, postane jakost curka manj stabilna. Pri nadgradnji so uporabljali koncept stiskanja svetlobe (light squeezing), ki poveča natančnost naprave. Zgradili so dodatne 300-metrske tunele, v katerih dodatni curek potuje 2,5 milisekunde, preden ga vbrizgajo v glavni interferometer. Na ta način je možno prilagajati curek glede na frekvenco gravitacijskih valov, ki jih želimo zaznati.