Sonnenuntergang in Kassel (Lara Bendig)

Sonntag, 2. August 2020

Der Sendersuchlauf bei Gravitationswellen, Teil 5: High Frequency Band HF

Frequenzbereich 10 bis 1000 Hz, also Wellenlängen zwischen 30 km und 30 000 km.

Hier funktionieren unsere Empfangsgeräte seit 5 Jahren erfolgreich.
Am 14.9.2015 wurde erstmals ein Gravitationswellenereignis eindeutig registriert. Es konnte zurückgeführt werden auf die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit 29 und 36 Sonnenmassen zu einem mit 62 Sonnenmassen (d.h. 3 Sonnenmassen an Energie wurden als Gravitationswellen freigesetzt). Das Ganze geschah in einer Entfernung von 1,2 Milliarden Lichtjahren.

Der Gravitationswellendetektor (u.a. LIGO) funktioniert wie ein Michelson-Morley-Interferometer: Lichtstrahlen werden aufgeteilt und laufen in zwei zueinander senkrecht stehenden Strecken hin und her und werden dann zur Überlagerung gebracht. Ändert sich eine Streckenlänge geringfügig (wir reden hier von Bruchteilen eines Protonendurchmessers), so verschiebt sich das Interferenzmuster.
Für 150 msec konnte so ein von 50 Hz bis 240 Hz ansteigendes Signal aufgenommen werden. Die Frequenzerhöhung entsteht durch die immer kürzere Umlaufszeit der beiden Schwarzen Löcher kurz vor ihrer Verschmelzung.

Das erste Bild zeigt einen Michelson-Morley-Detektor GEO 600 des Instituts für Gravitationswellenphysik, das maßgeblich an der Entwicklung der Technik beteiligt war.


Im Inneren von GEO 600


Das dritte Bild zeigt die Originalsignale der beiden amerikanischen Detektoren (mit Technik aus Hannover ausgestattet).

Das Video zeigt eine Simulation der Signalentstehung:


Ende der Serie

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