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Forschungsgruppe | Third Generation Gravitational Wave Observatories

Skizze einer möglichen unterirdischen Anordnung des Einstein-Teleskops mit einer Armlänge von zehn Kilometern etwa 100 Meter unter der Erde. Abbildung: Kees Huyser

Gravitationswellen erlauben die Beobachtung von Bereichen des Universums, die durch eine Beobachtung von elektromagnetischen Wellen nicht zugänglich sind. Dazu zählen beispielsweise das Innere von Supernova-Explosionen, Neutronensterne oder auch Ereignisse wie die Entstehung des Universums kurz nach dem Urknall. Obwohl die Existenz von Gravitationswellen durch die Änderung der Bahnperiode von Pulsaren in Doppelsternsystemen schon als erwiesen gilt, steht der direkte Nachweis der Beobachtung von durch Gravitationswellen verursachten Längenänderungen auf der Erde noch aus.

In verschiedenen Ländern errichtete Gravitationswellen-Detektoren haben in der ersten Generation bereits über mehrere Jahre Messdaten aufgezeichnet. Sie stehen nun kurz davor, zur zweiten Generation von Detektoren ausgebaut zu werden, deren erhöhte Empfindlichkeit dann die Detektion von Gravitationswellen erwarten lässt. Um routinemäßig Signale beobachten zu können und diese dann detailliert zu analysieren, bedarf es allerdings einer dritten Generation von Detektoren, deren Empfindlichkeit etwa zwei Größenordnungen besser ist als die der ersten Generation.

Geeint in dem Bestreben, ein solches Observatorium zu bauen, betreiben europäische Gravitationswellenforscher zurzeit eine konzeptionelle Design-Studie für einen Detektor der dritten Generation, die im 7. Europäischen Rahmenfor- schungsprogramm finanziert ist. Diese Gruppe beteiligt sich an dieser Studie mit der Erforschung von innovativen optischen Auslesetechniken und Detektortopologien, der Entwicklung von Hochleistungslasern, dem Studium der Eigenschaften neuer optischer Materialien, der Eignung von Alternativen zu dielektrischen optischen Beschichtungen, dem Potenzial und der Optimierung der Benutzung gequetschten Lichtes sowie den Anforderungen an Rechnerkapazitäten zur Analyse der aufgezeichneten Daten.