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KAGRA

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]

Nombre

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]

Desarrollo y construcción

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]

Historia operativa

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]

Secuelas del terremoto de Noto de 2024

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 , se espera que el proyecto vuelva a estar en observación en enero de 2025. [17]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Mosher, Dave; McFall-Johnsen, Morgan (5 de octubre de 2019). "Un poderoso experimento que resolvió un misterio de 100 años planteado por Einstein acaba de recibir una gran mejora". Business Insider . Consultado el 5 de octubre de 2019 .
  2. ^ ab "El telescopio de ondas gravitacionales KAGRA inicia la observación". Observatorio KAGRA. 25 de febrero de 2020 . Consultado el 25 de febrero de 2020 .
  3. ^ ab 大型低温重力波望遠鏡KAGRA観測開始 (en japonés). Observatorio Astronómico Nacional de Japón. 25 de febrero de 2020 . Consultado el 25 de febrero de 2020 .
  4. ^ "Los detectores de ondas gravitacionales comienzan la siguiente ronda de observación para explorar los secretos del Universo". Sociedad Max Planck . 24 de mayo de 2023 . Consultado el 8 de junio de 2023 .
  5. ^ ab "KAGRA de Japón busca en el cielo ondas gravitacionales". 29 de octubre de 2020.
  6. ^ "LIGO, VIRGO Y KAGRA OBSERVANDO PLANES DE CARRERA" . Consultado el 11 de octubre de 2022 .
  7. ^ "LCGT obtuvo un nuevo apodo" KAGRA"".
  8. ^ Castelvecchi, Davide (2 de enero de 2019). "El detector pionero de Japón se unirá a la búsqueda de ondas gravitacionales". Naturaleza . 565 (7737): 9–10. Código Bib :2019Natur.565....9C. doi : 10.1038/d41586-018-07867-z . PMID  30602755.
  9. ^ "Preguntas frecuentes (en construcción)« Proyecto de telescopio criogénico de ondas gravitacionales criogénicas a gran escala KAGRA ".
  10. ^ Abe, H.; et al. (26 de abril de 2022). "El estado actual y las perspectivas futuras de KAGRA, el telescopio criogénico de ondas gravitacionales a gran escala construido en el subsuelo de Kamioka". Galaxias . 10 (3): 63. Bibcode : 2022Galax..10...63A. doi : 10.3390/galaxias10030063 . hdl : 11572/371989 .
  11. ^ "El observatorio de ondas gravitacionales KAGRA completa su construcción".
  12. ^ Taller Internacional KAGRA. (PDF). Masaki Ando. 21 de mayo de 2017.
  13. ^ Conover, Emily (18 de enero de 2019). "Un nuevo detector de ondas gravitacionales está casi listo para sumarse a la búsqueda". Noticias de ciencia . Consultado el 21 de enero de 2019 .
  14. ^ Colaboración, KAGRA; et al. (2023). "Rendimiento del detector KAGRA durante la primera observación conjunta con GEO 600 (O3GK)". Progresos de la Física Teórica y Experimental . 2023 (10). arXiv : 2203.07011 . doi : 10.1093/ptep/ptac093.
  15. ^ "Planes de ejecución de observación de LIGO avanzado, Virgo avanzado y KAGRA" (PDF) . Colaboración KAGRA, Colaboración científica LIGO y Colaboración Virgo . 11 de julio de 2019 . Consultado el 11 de octubre de 2022 .
  16. ^ "KAGRA inició la observación de O4 a las 0:00 JST el 25 de mayo". Observatorio KAGRA. 25 de mayo de 2023.
  17. ^ 2024年1月1日能登半島地震によるKAGRAの被災状況について (en japonés). Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos, Universidad de Tokio. 5 de febrero de 2024 . Consultado el 5 de febrero de 2024 .

Externo