Os cientistas encontraram uma oportunidade de multiplicar a frequência de registro das ondas gravitacionais

2017 Prêmio Nobel de Física concedido pelo primeiro registro de ondas gravitacionais da história da humanidade. A abertura foi feita pelas colaborações LIGO e VIRGO. Desde então, os cientistas registraram dezenas de perturbações do espaço-tempo como ecos das interações de objetos espaciais distantes, como buracos negros e estrelas de nêutrons. A nova descoberta aumentará a frequência de registro de ondas gravitacionais de um por semana para vários eventos por dia.

Fonte da imagem: California Institute of Technology

O complexo LIGO opera como um sistema de espelhos de interferência de feixes de laser em condições de alto vácuo. As ondas gravitacionais estendem e comprimem o espaço-tempo ao redor da instalação, o que altera o tempo de passagem dos raios por ela e permite registrar uma perturbação. A discrepância no vôo dos raios é muito menor que a largura do próton. Isso só pode ser corrigido em um dispositivo muito, muito sensível. O novo estudo promete reduzir pela metade o nível de ruído dos espelhos refletores das instalações, o que aumentará oito vezes o volume da parte explorada do espaço.

O trabalho científico para reduzir o nível de ruído dos espelhos LIGO foi realizado em colaboração entre Caltech, Colorado State University, University of Montreal e Stanford University, cujo síncrotron no SLAC National Accelerator Laboratory foi usado para caracterizar revestimentos. Cada espelho de 40 quilos (são quatro em cada detector dos dois observatórios do LIGO) é revestido com materiais reflexivos que, na verdade, transformam o vidro em espelho. Os espelhos refletem os feixes de laser que são sensíveis à passagem das ondas gravitacionais.

O problema é que os revestimentos que tornam os espelhos reflexivos também podem causar ruído de fundo no instrumento, o que mascara os sinais de ondas gravitacionais de interesse. Um novo estudo da equipe LIGO descreve um novo tipo de revestimento de espelho de óxido de titânio e óxido de germânio e revela como ele pode reduzir o ruído de fundo em espelhos LIGO.

A nova cobertura pode ser usada para o quinto ciclo de observação do LIGO, que começará no meio da década como parte do programa Advanced LIGO Plus. O quarto ciclo de observação do LIGO, o último no programa Advanced LIGO, deve começar no verão de 2022 e não usará a oportunidade de atualização recém-descoberta.