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Forschungsgruppe | Fundamental Noise Sources

Der Quetschlichtlaser in seiner engültigen Position neben den Vakuumkammern von GEO 600. Foto: Roman Schnabel

In den letzten 400 Jahren haben Teleskope der unterschiedlichsten Art die instrumentelle Astronomie begründet und enorme Erkenntnisse über den Aufbau und die Entstehung des Universums geliefert. Künftig soll eine neue Klasse von Teleskopen erstmalig die sogenannten Gravitationswellen beobachten. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie von Albert Einstein entstehen diese Wellen, wenn Sterne explodieren oder wenn zwei Schwarze Löcher miteinander verschmelzen. Inzwischen ist die erste Generation von Detektoren in Betrieb. Ob ihnen tatsächlich eine erste Beobachtung gelingt, hängt davon ab, ob die Erde demnächst von einem starken Ausbruch dieser Wellen erreicht wird. Zukünftige Generationen von Gravitationswellendetektoren müssen hundertmal empfindlicher sein, um kontinuierlich Signale empfangen zu können.

In diesem Projekt werden die dafür benötigten experimentellen Techniken entwickelt und erprobt. Die Detektoren nutzen Laserlicht, um winzigste Entfernungsänderungen, die noch viele Tausend Mal kleiner sind als der Durchmes- ser eines Atomkerns, zu messen und so Gravitationswellen nachzuweisen. Im Rahmen der Forschungsarbeiten konnte erstmalig ein Quetschlichtlaser entworfen und gebaut werden, der für den Einsatz in Gravitationswellen-Detektoren geeignet ist. Die Innovation dieses Lasers basiert auf Quantenverschränkung und soll genutzt werden, das Quantenrauschen des GEO 600-Detektors zu reduzieren, um dadurch eine deutlich höhere Messempfindlichkeit zu erreichen. Bereits 2010 soll eine erste verschränkungsbasierte Messempfindlichkeitsverbesserung von GEO 600 demonstriert werden.