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Le détecteur d’ondes gravitationnelles de LIGO est de retour en action après 3 ans de mises à niveau

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Le détecteur d’ondes gravitationnelles de LIGO est de retour en action après 3 ans de mises à niveau

Après une interruption de trois ans, des scientifiques américains viennent d’allumer des détecteurs capables de cela Mesure des ondes gravitationnelles De petites ondulations dans l’espace lui-même qui voyagent à travers l’univers.

Contrairement aux ondes lumineuses, les ondes gravitationnelles convergent Il n’est pas gêné par les galaxies, les étoiles, le gaz et la poussière qui remplissent l’univers. Cela signifie qu’en mesurant les ondes gravitationnelles, Les astrophysiciens comme moi Il peut jeter un coup d’œil directement au cœur de certains de ces phénomènes les plus excitants de l’univers.

Depuis 2020, l’Observatoire Interféromètre Laser à Ondes Gravitationnelles – communément appelé légo – Il dormait alors qu’il subissait des promotions excitantes. Ces améliorations permettront Sensibilité considérablement augmentée LIGO et devrait permettre à l’installation de détecter des objets distants qui produisent de plus petites ondulations dans l’objet Temps libre.

En découvrant plus d’événements qui créent des ondes gravitationnelles, les astronomes auront plus d’occasions d’observer la lumière produite par ces mêmes événements. voir un événement à travers de multiples canaux d’informationune approche appelée Astronomie multi-messagersFournit aux astronomes Opportunités rares et recherchées En savoir plus sur la physique qui dépasse le cadre de tout test de laboratoire.

ondulations dans l’espace-temps

selon Théorie générale de la relativité d’EinsteinEt la masse et l’énergie déforment la forme de l’espace et du temps. La courbure de l’espace-temps détermine la façon dont les objets se déplacent les uns par rapport aux autres – ce que les gens ressentent comme étant la gravité.

Les ondes gravitationnelles sont créées lorsque des objets massifs tels que des trous noirs ou des étoiles à neutrons fusionnent les uns avec les autres, produisant des changements importants et brusques dans l’espace. Le processus de flexion et de flexion dans l’espace envoie des ondulations à travers l’univers comme un Une vague à travers un étang immobile. Ces ondes se déplacent dans toutes les directions à partir de la turbulence, incurvant délicatement l’espace et modifiant très légèrement la distance entre les objets sur leur chemin.

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Bien que les événements astronomiques qui produisent des ondes gravitationnelles impliquent certains des objets les plus massifs de l’univers, l’expansion et la contraction de l’espace sont extrêmement faibles. Une puissante onde gravitationnelle traversant la Voie lactée peut modifier le diamètre de la galaxie entière de trois pieds (un mètre).

Premières observations d’ondes gravitationnelles

Bien qu’Einstein l’ait prédit pour la première fois en 1916, les scientifiques de l’époque avaient peu d’espoir de mesurer les changements subtils de distance postulés par la théorie des ondes gravitationnelles.

Vers l’an 2000, des scientifiques de Caltech, du MIT et d’autres universités du monde entier ont fini de construire ce qui est essentiellement la règle la plus précise de tous les temps — Observatoire LEGO.

LIGO se compose de deux observatoires distincts, l’un situé à Hanford, Washington, et l’autre à Livingston, Louisiane. Chaque observatoire a la forme d’un L géant avec deux bras de 2,5 milles (quatre kilomètres) s’étendant du centre de l’installation à des angles de 90 degrés l’un par rapport à l’autre.

Pour mesurer les ondes gravitationnelles, les chercheurs font briller un laser du centre de l’installation à la base du L. Là, le laser est divisé de sorte qu’un faisceau se déplace le long de chaque bras, se reflète sur le miroir et retourne à la base. Si une onde gravitationnelle traverse les bras pendant que le laser brille, les deux faisceaux reviendront au centre à des moments légèrement différents. En mesurant cette différence, les physiciens peuvent discerner qu’une onde gravitationnelle a traversé l’installation.

LIGO s’est mis au travail au début des années 2000, mais il n’était pas assez sensible pour détecter les ondes gravitationnelles. Par conséquent, en 2010, l’équipe de LIGO a temporairement fermé l’installation pour travaux Mises à niveau pour améliorer la sensibilité. La version améliorée de LIGO a commencé Données collectées en 2015 et presque immédiatement détection des ondes gravitationnelles Il a été causé par la fusion de deux trous noirs.

Depuis 2015, LIGO a été complété Trois parcours d’observation. La première, la course O1, a duré environ quatre mois; le second, O2, a environ neuf mois ; Et le troisième, O3, a fonctionné pendant 11 mois avant que la pandémie de COVID-19 n’oblige les installations à fermer. Depuis O2, LIGO co-regarde avec L’observatoire italien s’appelle Maiden’s Tower.

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Entre chaque passage, les scientifiques ont amélioré le matériel du détecteur et les méthodes d’analyse des données. À la fin de la course O3 en mars 2020, les chercheurs des collaborations LIGO et Virgo ont découvert Environ 90 ondes gravitationnelles De la fusion des trous noirs et des étoiles à neutrons.

Les observatoires sont encore Vous n’avez pas encore atteint la sensibilité de conception maximale. Par conséquent, en 2020, les deux observatoires sont fermés pour mise à niveau Encore une fois.

Faire quelques mises à jour

Les scientifiques ont travaillé sur De nombreuses améliorations technologiques.

Une mise à jour particulièrement prometteuse comprenait l’ajout de 1 000 pieds (300 m) cavité optique pour améliorer un Une technique appelée compression. La pression permet aux scientifiques de réduire le bruit du détecteur en utilisant les propriétés quantiques de la lumière. Avec cette mise à jour, l’équipe LIGO devrait être en mesure de détecter des ondes gravitationnelles beaucoup plus faibles qu’auparavant.

Mon équipe et moi Ce sont des scientifiques des données dans la collaboration LIGO, et nous avons travaillé sur un certain nombre de mises à niveau différentes pour la collaboration LIGO Logiciel utilisé pour traiter les données LIGO et algorithmes que vous reconnaissez Signes d’ondes gravitationnelles dans ces données. Ces algorithmes fonctionnent en recherchant des modèles correspondants Des modèles théoriques pour des millions d’éventuelles fusions de trous noirs et d’étoiles à neutrons. L’algorithme amélioré devrait être capable de détecter plus facilement les faibles signaux d’ondes gravitationnelles à partir du bruit de fond dans les données que les versions précédentes des algorithmes.

Les astronomes ont capturé à la fois les ondes gravitationnelles et la lumière d’un seul événement, la fusion de deux étoiles à neutrons. Le changement de lumière sur quelques jours peut être vu dans l’intérieur supérieur droit. (Le télescope spatial Hubble, la NASA et l’Agence spatiale européenne)

L’ère de la haute résolution en astronomie

Début mai 2023, LIGO a commencé un court essai – appelé une course d’ingénierie – pour s’assurer que tout fonctionnait. Le 18 mai, LIGO a détecté d’éventuelles ondes gravitationnelles Ils sont causés par la fusion d’une étoile à neutrons dans un trou noir.

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L’observation LIGO sera en opération pendant 20 mois en 04 officiellement à partir du 24 mai, Il sera plus tard rejoint par Virgo et un nouvel observatoire japonais – le Kamioka Gravitational-Wave Detector, ou KAGRA.

Bien que les objectifs scientifiques de cette gamme soient nombreux, un accent particulier est mis sur la détection des ondes gravitationnelles et leur localisation en temps réel. Si l’équipe peut identifier un événement d’ondes gravitationnelles, déterminer la source des ondes et alerter rapidement les autres astronomes de ces détections, cela permettra aux astronomes de pointer d’autres télescopes qui collectent la lumière visible, les ondes radio ou d’autres types de données à la source de l’onde gravitationnelle. Combinez plusieurs canaux d’information en un seul événement. Astrophysique à messages multiples C’est comme ajouter de la couleur et du son à un film muet en noir et blanc et cela peut fournir une compréhension beaucoup plus profonde des phénomènes astrophysiques.

Les astronomes n’ont observé qu’un seul événement dans les ondes gravitationnelles et la lumière visible Pourtant – une fusion Deux étoiles à neutrons vues en 2017. Mais à partir de cet événement unique, les physiciens ont pu étudier L’expansion de l’univers Et cela confirme l’origine de certains des événements les plus énergétiques de l’univers connus sous le nom de sursauts gamma.

Avec O4 opérationnel, les astronomes auront accès aux observatoires d’ondes gravitationnelles les plus sensibles de l’histoire et, espérons-le, collecteront plus de données que jamais auparavant. Mes collègues et moi espérons que les mois à venir produiront une – ou peut-être plusieurs – observations multi-messages qui repousseront les limites de l’astrophysique moderne.

Cet article a été republié de Conversation Sous licence Creative Commons. Lis le L’article d’origine.

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« Danse cosmique du feu et de la glace » : l’ESA partage des images époustouflantes du « mystérieux » système stellaire

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« Danse cosmique du feu et de la glace » : l’ESA partage des images époustouflantes du « mystérieux » système stellaire

L’Agence spatiale européenne a laissé les internautes impressionnés après avoir partagé vendredi un aperçu du « mystérieux » système stellaire Mira HM Sge. L’étoile symbiotique est située à 3 400 années-lumière dans la constellation du Sagittaire et se compose d’une géante rouge et de sa compagne naine blanche. L’Agence spatiale européenne l’a qualifié de « danse cosmique du feu et de la glace », alors que l’étoile devenait de plus en plus chaude et plus sombre.

« La matière saigne de la géante rouge et tombe sur la naine, la rendant extrêmement brillante. Ce système a éclaté pour la première fois sous forme de nova en 1975. La brume rouge témoigne des vents stellaires. Son profil sur le site Web de la NASA indique que la nébuleuse est d’environ un quart de celle-ci. une année optique.

Le pont gazeux reliant actuellement l’étoile géante à la naine blanche devrait s’étendre sur environ 3,2 milliards de kilomètres.

Selon l’Agence spatiale européenne, ces étoiles mystérieuses ont surpris les astronomes avec une « explosion semblable à une nova » en 1975, augmentant leur luminosité d’environ 250 fois. Cependant, contrairement à la plupart des novae, elle ne s’est pas éteinte au cours des décennies suivantes. Des observations récentes suggèrent que le système est devenu plus chaud, mais qu’il s’est paradoxalement légèrement atténué.

« Grâce à Hubble et au télescope SOFIA, à la retraite, nous avons résolu l’énigme ensemble. Les données ultraviolettes de Hubble révèlent des températures torrides autour de la naine blanche, tandis que SOFIA a détecté de l’eau s’écoulant à des vitesses incroyables, suggérant… « Il y a un disque de matière en rotation. « .

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Les données UV de Hubble indiquent que la température estimée de la naine blanche et du disque d’accrétion est passée de moins de 220 000 degrés Celsius en 1989 à plus de 250 000 degrés Celsius.

L’équipe de la NASA a également utilisé le télescope volant SOFIA, aujourd’hui retiré, pour détecter l’eau, les gaz et la poussière circulant dans et autour du système. Les données spectroscopiques infrarouges montrent que l’étoile géante, qui produit de grandes quantités de poussière, a retrouvé son comportement normal deux ans seulement après l’explosion, mais qu’elle est devenue plus faible ces dernières années. SOFIA a aidé les astronomes à voir l’eau se déplacer à environ 28 kilomètres par seconde, ce qui, selon eux, est la vitesse du disque d’accrétion sifflant autour de la naine blanche.

(Avec la contribution des agences)

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

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Trois lancements de missiles spéciaux à surveiller

Avez-vous vu le lancement du Starship de SpaceX plus tôt ce mois-ci ? Si cela a aiguisé votre appétit pour des lancements de fusées plus avancés, alors vous avez de la chance car cet été verra trois autres lancements de grande envergure.

Attendez-vous à une rare sortie de la fusée Falcon Heavy de SpaceX, au lancement de la première nouvelle fusée et à une tentative d’envoyer des astronautes plus loin dans l’espace que jamais depuis les missions Apollo de la NASA au début des années 1970.

Voici tout ce que vous devez savoir – et les dates de votre agenda.

Mardi 25 juin : Rare lancement et atterrissage tandem

Mission : SpaceX Falcon Heavy lance le satellite GOES-U de la NOAA.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

La dixième fusée SpaceX Falcon Heavy sera lancée aujourd’hui depuis le Kennedy Space Center en Floride, mettant en orbite un satellite météorologique NASA/NOAA GOES-U. GOES-U est unique en ce sens qu’il dispose d’un coronographe qui image mystérieusement l’atmosphère extérieure la plus chaude du Soleil, aidant ainsi les physiciens solaires à prédire avec plus de précision la météo spatiale.

Falcon Heavy est un lanceur lourd partiellement réutilisable, et le point culminant sera de voir ses deux propulseurs atterrir côte à côte sur deux plateformes côte à côte.

La NASA et SpaceX visent une fenêtre de lancement de deux heures qui s’ouvrira à 17 h 16 HNE le mardi 25 juin, mais gardez un œil sur SpaceX se nourrit de X Pour un timing précis.

Mardi 9 juillet : Une nouvelle fusée puissante décolle pour la première fois dans le ciel

Mission : Lancer pour la première fois la nouvelle fusée géante en Europe.

Où regarder : Agence spatiale européenne site Web ou Chaîne Youtube.

L’Agence spatiale européenne a confirmé le premier lancement de la sonde Ariane 6 depuis le port spatial européen en Guyane française.

Le nouveau lanceur lourd européen remplace Ariane 5 et dispose d’un étage supérieur rallumable, qui lui permettra de lancer plusieurs missions sur différentes orbites en un seul vol.

Vendredi 12 juillet : Polaris Dawn atteint 870 milles au-dessus de la Terre

Mission : SpaceX Falcon 9 lancera un équipage commercial de quatre astronautes privés dans l’espace à bord d’une capsule Dragon.

Où regarder : SpaceX site Web ou Chaîne Youtube.

Le programme Polaris est un partenariat avec SpaceX qui verra jusqu’à trois missions de vols spatiaux habités pour démontrer de nouvelles technologies. Elle est dirigée par Jared Isaacman, fondateur de Shift4 Payments, parti dans l’espace en tant que commandant de la mission SpaceX Inspiration4 en septembre 2021.

Cette première mission, « Polaris Dawn », verra le vaisseau spatial Dragon avec quatre astronautes (Isaacman, Scott Poteet, Sarah Gillies et Anna Menon) voler à 870 milles au-dessus de la Terre, le niveau le plus élevé depuis les missions Apollo sur la Lune.

Suis-moi Twitter/X Et Instagram.

Récupère mes livres Observation des étoiles en 2024, Programme d’observation des étoiles pour débutants Et Quand aura lieu la prochaine éclipse ?

Je vous souhaite un ciel clair et des yeux écarquillés.

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Une source de cristaux liquides de paires de photons

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La conversion ascendante paramétrique spontanée (SPDC), en tant que source de photons intriqués, présente un grand intérêt pour la physique quantique et la technologie quantique, mais jusqu’à présent, elle ne peut être mise en œuvre que dans des matériaux solides. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et de l’Institut Josef Stefan de Ljubljana, en Slovénie, ont démontré pour la première fois la SPDC dans un cristal liquide. Les résultats ont été récemment publiés dans natureouvrent la voie à une nouvelle génération de sources quantiques : efficaces et accordables par champs électriques.

Diviser un photon en deux est l’un des outils les plus utiles en photonique quantique. Il peut créer des paires de photons intriqués, des photons uniques, de la lumière compressée et des états photoniques encore plus complexes, essentiels aux technologies photoniques quantiques. Ce processus est connu sous le nom de conversion abaisseur automatique (SPDC).

Le SPDC est étroitement lié à la symétrie centrale. Il s’agit de la symétrie par rapport à un point – par exemple, un carré est symétrique au centre mais pas un triangle. Essentiellement, en divisant un photon en deux, le SPDC brise la symétrie centrale. Par conséquent, cela n’est possible que dans les cristaux dont la cellule primaire est asymétrique au centre. La SPDC ne peut pas se produire dans les liquides ou les gaz ordinaires, car ces matériaux sont isotropes.

Cependant, des chercheurs ont récemment découvert des cristaux liquides de structure différente, appelés cristaux liquides nématiques ferroélectriques. Bien qu’ils soient fluides, ces matériaux se caractérisent par une forte rupture de symétrie centrale. Leurs molécules sont allongées, asymétriques et surtout, elles peuvent être réorientées par un champ électrique externe. La réorientation des molécules modifie la polarisation des paires de photons générées, ainsi que le taux de génération. Avec un conditionnement approprié, un échantillon de ces matériaux peut constituer un dispositif extrêmement utile car ils produisent efficacement des paires de photons, peuvent être facilement réglés à l’aide d’un champ électrique et peuvent être intégrés dans des dispositifs plus complexes.

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À l’aide d’échantillons préparés à l’Institut Josef Stefan (Ljubljana, Slovénie) à partir de cristaux liquides nématiques ferroélectriques fabriqués par Merck Electronics KGaA, des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la science de la lumière ont appliqué pour la première fois la SPDC à un cristal liquide. . L’efficacité de génération de photons intriqués est aussi élevée que celle des meilleurs cristaux non linéaires, tels que le niobate de lithium, d’épaisseur similaire. En appliquant un champ électrique de quelques volts seulement, ils ont pu activer et désactiver la génération de paires de photons, ainsi que modifier les propriétés de polarisation de ces paires. Cette découverte marque le début d’une nouvelle génération de sources lumineuses quantiques : flexibles, accordables et efficaces.

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