Rivelatore di onde gravitazionali: differenze tra le versioni
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Un rivelatore di onde gravitazionali è ogni esperimento progettato per misurare le onde gravitazionali, distorsioni minuscole dello spaziotempo predette già nella teoria della relatività generale di Einstein.
Complicazioni
La direzione diretta delle onde gravitazionali viene complicata straordinariamente dal piccolo effetto che le onde produrrebbero in un rivelatore. L'ampiezza di un onda sferica decadrà secondo l'inverso della distanza dalla sorgente (il termine nelle formule per un più elevato). Di conseguenza, anche le onde dei sistemi estremi, come l'assorbimento da parte dei buchi neri binari, si estinguono ad un piccolissima ampiezza a causa del tempo che esse impiegano per raggiungere la Terra. Gli astrofici si aspettano che alcune onde gravitazionali passando la Terra possano essere così ampie come , ma generalmente non più grandi. [senza fonte]
Barre di Weber
Un semplice dispositivo per rivelare il moto dell'onda supposta è chiamato barra di Weber — un grande barra solida di metallo isolato dalle vibrazioni esterne. Questo tipo di strumento fu il primo tipo di rivelatore di onde gravitazionali. Le tensioni nello spazio dovute ad un'onda gravitazionale incidente eccita la frequenza risonante della barra in modo da poter essere amplificato ai livelli rilevabili. Plausibilmente, una supernova vicina può essere abbastanza forte da essere vista senza amplificazione risonante. Le forme moderne della barra di Weber sono ancora funzionanti, raffreddate criogenicamente, con dispositivi di interferenza a quanto superconducente [1] per rilevare vibrazione. Le barre di Weber non sono abbastanza sensibili per rivelare ogni cosa, ma in linea di massima le potenti onde gravitazionali. [2]
La MiniGRAIL è un'antenna di onde gravitazionali sferiche che usa questo principio. Essa è impiantata nella Leiden University e consiste in una sfera di 1150 kg fabbricata impegnativamente e raffredata criogenicamente a 20 mK. [3] La configurazione sferica permette uguale sensibilità in tutte le direzioni, ed è alquanto più semplice sperimentalmente dei più grandi dispositi lineari che richiedono un grande vuoto. Gli eventi sono rilevati misurando le deformazioni della sfera del rivelatore. La MiniGRAIL è altamente sensibile nel campo di 2—4 kHz, adatta per rivelare onde gravitazionali prodotte dalle instabilità della stella di neutroni rotante o i piccoli assorbimenti di un buco nero. [4]
Rivelatori di onde gravitazionali specifiche
Note
- ^ In inglese superconducting quantum interference devices (SQUID)
- ^ Per un'analisi riguardo ad esperimenti recenti in dui vengono usate le barre di Weber, vedi J. Levine, Early Gravity-Wave Detection Experiments, 1960-1975, in Physics in Perspective (Birkhäuser Basel), vol. 6, n. 1, April 2004, pp. 42–75, DOI:10.1007/s00016-003-0179-6. (in lingua inglese)
- ^ (EN) Gravitational Radiation Antenna In Leiden
- ^ (EN) Arlette de Waard, Luciano Gottardi, and Giorgio Frossati, Marcel Grossman meeting on General Relativity, Italy.
