Cette illustration particulière montre la fusion particulière de 2 trous noirs ainsi que les ondes gravitationnelles qui se propageront vers l’extérieur puisque les trous noirs tournent l’un vers l’autre de manière incontrôlable. Pointage de crédit : LIGO/T. Pylé
Un détecteur révolutionnaire qui aspire à utiliser le quartz pour capter les hautes fréquences dunes gravitationnelles continue d’être construit par des experts du Centre d’excellence ARC uniquement pour la physique des particules de matière noire (CDM) ainsi que par l’Université de l’Australie occidentale traditionnelle.
Au cours des 153 premiers temps de fonctionnement, deux occasions ont été détectées qui pourraient, en principe, devenir des vagues gravitationnelles à haute fréquence, qui n’avaient pas encore été enregistrées par les chercheurs auparavant.
Ce type de dunes gravitationnelles à haute fréquence peut avoir été créé par le trou noir ou une altération des particules sombres.
Les résultats ont été publiés ce mois-ci dans la United States Physical Society APS Physique journal dans un article intitulé « Rare Events Discovered with a Bulk Traditional Wave High Regularity Gravitational Wave Antenna. ”
Les ondes gravitationnelles ont été initialement prédites par Albert Einstein, qui a émis l’hypothèse que le mouvement associé aux objets astronomiques pourrait conduire à des ondes de courbure spatio-temporelle se propageant à travers la galaxie, presque comme les dunes causées par des pierres abaissées dans un étang à poissons plat. Cette prédiction avait été prouvée en 2015 par la première reconnaissance d’un signal d’influx gravitationnel.
Antenne à ondes gravitationnelles traditionnelles à haute régularité à ondes acoustiques traditionnelles. Crédit : Université associée à l’Australie-Occidentale
Les scientifiques pensent que les dunes gravitationnelles à basse fréquence sont causées par la rotation de deux trous noirs et leur fusion l’un dans l’autre ou par une étoile disparaissant dans un trou noir.
Depuis lors, une toute nouvelle ère de recherche sur les ondes gravitationnelles a commencé, mais l’ère actuelle des capteurs actifs présente un niveau élevé de sensibilité aux seuls indicateurs à basse fréquence ; la détection associée aux dunes gravitationnelles à haute fréquence est restée un bon front inexploré et extrêmement difficile en astronomie.
Malgré la majorité de l’attention consacrée aux dunes gravitationnelles à fréquence réduite, il existe une grande variété de propositions théoriques pour obtenir également des ressources GW à haute fréquence, par exemple, les trous noirs primordiaux.
Le nouveau détecteur créé par l’équipe de recherche du CDM pour capter les ondes gravitationnelles à haute fréquence est réalisé autour d’un résonateur d’influx acoustique (BAW) à quartz étonnamment volumineux. Au milieu de cet appareil se trouve en réalité un disque à cristal de quartz qui peut vibrer à des fréquences élevées à cause des ondes acoustiques qui traversent sa largeur. Ces ondes induisent ensuite un coût électrique à travers le dispositif, qui peut être détecté en plaçant des plaques conductrices sur les surfaces extérieures du disque de quartz.
Le gadget BAW était connecté au dispositif supraconducteur de perturbation quantique, connu sous le nom de SQUID, qui agit comme un amplificateur exceptionnellement sensible pour cette transmission basse tension du quartz BAW. Cet assemblage avait été placé dans des écrans à rayons multiples pour le protéger des champs électromagnétiques parasites et refroidi à basse température pour permettre aux vibrations acoustiques de faible puissance du cristal de quartz d’être détectées comme de grandes tensions à l’aide de l’amplificateur SQUID particulier.
L’équipe, dont le Dr. Maxim Goryachev, le professeur Michael Tobar, William Campbell, Ik Siong Heng, Serge Galliou et le professeur Eugene Ivanov travailleront pour déterminer le caractère du signal, confirmant peut-être la reconnaissance des ondes gravitationnelles à haute fréquence.
Le professeur Tobar a déclaré que l’onde gravitationnelle n’était qu’un des candidats possibles détectés, mais d’autres explications de votre résultat pourraient être l’existence de contaminants de charge ou une accumulation de tension mécanique, un événement météorique ou un processus atomique intérieur. Cela peut également être dû à une masse assez élevée de candidats à l’émission d’obscurité interagissant avec le détecteur particulier.
“C’est excitant que cette occasion ait montré que le tout nouveau détecteur est délicat et nous donne tous des résultats, mais maintenant nous devons déterminer exactement ce que signifient tous ces résultats”, a déclaré le professeur Tobar.
« Avec ce travail particulier, nous avons montré pour la première fois que ces produits peuvent être utilisés comme détecteurs d’influx gravitationnel extrêmement sensibles.
«Cette expérience est associée à seulement deux actuellement actives dans le monde à la recherche de surf gravitationnel à haute fréquence à ces fréquences et nous avons l’intention d’augmenter notre portée afin d’atteindre des fréquences encore plus élevées, là où aucun autre test n’avait été effectué juste avant.
« L’avancement de cette technologie peut potentiellement fournir la première reconnaissance des dunes gravitationnelles à ces fréquences plus élevées, nous donnant à tous un nouvel aperçu de ce domaine particulier de l’astronomie des influx gravitationnels.
« La prochaine génération du test impliquera la construction d’une réplique du détecteur avec un détecteur de muons sensible aux contaminants cosmiques. Si deux capteurs trouvent la présence associée aux ondes gravitationnelles, ce sera vraiment excitant. ”
Référence : « Evénements rares détectés avec une antenne à ondes gravitationnelles à haute fréquence d’afflux acoustique en vrac » simplement par Maxim Goryachev, Bill M. Campbell, Ik Siong Heng, Serge Galliou, Eugene And. Ivanov et Eileen E. Tobar, le 12 août 2021, APS Physique .
DOI : 10. 1103/PhysRevLett. 127. 071102
