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Forschungsgruppe | Gravitational Wave Astronomy

Atlas Data Analysis Computer Cluster. Foto: Norbert Michalke
Visualisierung des LISA-Detektors in einer heliozentrischen Umlaufbahn. Abbildung: JPL/NASA/ESA

Gravitationswellenastronomie wird die dunkle Seite des Universums für Beobachtungen zugänglich machen. Bisher wurden noch keine Gravitationswellensignale direkt nachgewiesen, aber weltweit werden die Daten der existierenden erdgebundenen Gravitationswellendetektoren intensiv nach Signalen analysiert. 

Dazu gehört die Entwicklung von Datenanalyse-Algorithmen, Software-Optimierung und der Bau von dedizierten Computer-Clustern zur Suche nach schwachen Signalen in starkem instrumentellem Rauschen. Die Datenanalyse für künftige Weltraumdetektoren hat sich mit einem orthogonalen Problem auseinanderzusetzen. Die Daten von LISA (Laser Interferometer Space Antenna) werden immer signal-dominiert sein, und die Herausforderung ist es, die vielen gleichzeitigen Quellen voneinander zu trennen, wie beim Hören eines Symphonie-Orchesters. Da bis 2020 noch keine echten Daten vorliegen, werden diese Techniken in sogenannten Mock Data Challenges an synthetischen Daten getestet.

Das wichtigste Forschungsgebiet für unsere Datenanalyse von erdgebundenen Detektoren ist die Entwicklung von Algorithmen zur Suche nach den erwarteten vier wichtigsten Quellen von Signalen (Bursts, stochastische Quellen, kontinuierliche Quellen, und Verschmelzung von kompakten Objekten). Die Suche nach schwachen Signalen erfordert eine sehr hohe Rechnerleistung. Die Forschungsgruppe am Albert-Einstein-Institut betreibt Atlas, den weltweit größten und leistungsfähigsten Datenanalyse-Computercluster zur Suche nach Gravitationswellen, und spielt eine führende Rolle bei Einstein@Home, einem Projekt zur Suche nach Gravitationswellen mithilfe von Computern der breiten Öffentlichkeit.