El detector de ondas gravitacionales Kamioka ( KAGRA ) es un gran interferómetro diseñado para detectar ondas gravitacionales predichas por la teoría general de la relatividad . KAGRA es un interferómetro de Michelson aislado de perturbaciones externas: sus espejos e instrumentación están suspendidos y su rayo láser funciona en el vacío . Los dos brazos del instrumento tienen tres kilómetros de largo y están ubicados bajo tierra en el Observatorio Kamioka , cerca de la sección Kamioka de la ciudad de Hida en la prefectura de Gifu , Japón .
KAGRA es un proyecto del grupo de estudios de ondas gravitacionales del Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos (ICRR) de la Universidad de Tokio . [1] Entró en funcionamiento el 25 de febrero de 2020, cuando comenzó la recopilación de datos. [2] [3] Es el primer observatorio de ondas gravitacionales de Asia, el primero del mundo construido bajo tierra y el primero cuyo detector utiliza espejos criogénicos. Se espera que tenga una sensibilidad operativa igual o mayor que LIGO y Virgo . [1]
El Observatorio Kamioka se especializa en la detección de neutrinos , materia oscura y ondas gravitacionales, y cuenta con otros instrumentos importantes, entre ellos Super Kamiokande , XMASS y NEWAGE. KAGRA es un detector láser de ondas gravitacionales interferométricas . Está cerca de los experimentos de física de neutrinos.
La colaboración de LIGO, Virgo y KAGRA inició su actual período de observación (O4) el 24 de mayo de 2023. [4] KAGRA finalizó su primer período de observación el 21 de abril de 2020. [5] [6]
Anteriormente se conocía como Telescopio criogénico de ondas gravitacionales a gran escala ( LCGT ). El ICRR se creó en 1976 para estudios de rayos cósmicos. El proyecto LCGT fue aprobado el 22 de junio de 2010. En enero de 2012, recibió su nuevo nombre, KAGRA, derivando "KA" de su ubicación en la mina Kamioka y "GRA" de la gravedad y la radiación gravitacional . [7] La palabra KAGRA es también un juego de palabras homofónico de Kagura (神楽), que es una danza ritual dedicada a los dioses en los santuarios sintoístas japoneses . El proyecto está dirigido por el premio Nobel Takaaki Kajita, quien tuvo un papel importante en la financiación y construcción del proyecto. [8] Se estimó que el proyecto costaría unos 200 millones de dólares estadounidenses. [9]
Se construyeron dos prototipos de detectores para desarrollar las tecnologías necesarias para KAGRA. El primero, TAMA 300 , estaba ubicado en Mitaka, Tokio y funcionó entre 1998 y 2008, lo que demuestra la viabilidad de KAGRA. El segundo, CLIO , empezó a funcionar en 2006 bajo tierra cerca del emplazamiento de KAGRA. Se utilizó para desarrollar tecnologías criogénicas para KAGRA.
El detector está alojado en un par de túneles de brazo de 3 km de largo que se encuentran en un ángulo de 90° en el plano horizontal, ubicados a más de 200 m bajo tierra. [10] La fase de excavación de los túneles se inició en mayo de 2012 y finalizó el 31 de marzo de 2014.
La construcción de KAGRA se completó el 4 de octubre de 2019 y la construcción duró nueve años. Sin embargo, fueron necesarios más ajustes técnicos antes de que pudiera iniciar las observaciones. [11] Se planeó que la operación criogénica planificada "de referencia" ("bKAGRA") siguiera en 2020. [12] [13]
Después de las operaciones de ajuste iniciales, la primera serie de observación comenzó el 25 de febrero de 2020. [2] [3] Debido a la COVID-19, la serie de observación finalizó el 21 de abril de 2020. [5] La sensibilidad durante esta serie fue de solo 660 kpc ( rango inspiracional de una estrella de neutrones binaria). [14] Esto es menos del 1% de la sensibilidad de LIGO durante la misma ejecución, y alrededor del 10% de la sensibilidad esperada de KAGRA para la ejecución. [15] La sensibilidad ha alcanzado 1 Mpc y las últimas observaciones (O4) comenzaron el 25 de mayo de 2023. [16]
El terremoto de Noto de 2024 ocurrido el 1 de enero de 2024, cuyo epicentro se encontraba a unos 120 km de KAGRA, dañó el mecanismo de suspensión de su espejo. A partir del 5 de febrero de 2024 [actualizar], se espera que el proyecto vuelva a estar en observación en enero de 2025. [17]