El Telescopio Einstein (ET), u Observatorio Einstein , es una propuesta de detector de ondas gravitacionales terrestres de tercera generación , actualmente en estudio por algunas instituciones de la Unión Europea . Podrá probar la teoría general de la relatividad de Einstein en condiciones de campo intenso y realizar astronomía de ondas gravitacionales de precisión.
El ET es un proyecto de estudio de diseño apoyado por la Comisión Europea en el marco del 7º Programa Marco (7PM) . Se trata del estudio y diseño conceptual de una nueva infraestructura de investigación en el campo emergente de la astronomía de ondas gravitacionales .
La evolución de los actuales detectores de ondas gravitacionales Advanced Virgo y Advanced LIGO , como detectores de segunda generación , está bien definida. Actualmente se han actualizado a su llamado nivel mejorado y se espera que alcancen su sensibilidad de diseño en los próximos años. LIGO detectó ondas gravitacionales en 2015 y Virgo se sumó a este éxito experimental con la primera onda gravitacional observada por tres detectores GW170814 y poco después con la primera detección de una fusión binaria de estrellas de neutrones GW170817 . Sin embargo, la sensibilidad necesaria para probar la teoría de la gravedad de Einstein en condiciones de campo intenso o para realizar una astronomía de ondas gravitacionales de precisión, principalmente de cuerpos estelares masivos o de sistemas estelares binarios altamente asimétricos (en masa), va más allá de las prestaciones esperadas de los detectores avanzados. y de sus posteriores actualizaciones. Por ejemplo, las limitaciones fundamentales a baja frecuencia de la sensibilidad de los detectores de segunda generación vienen dadas por el ruido sísmico , el ruido del gradiente gravitacional relacionado (el llamado ruido newtoniano) y el ruido térmico de la última etapa de suspensión y de las masas de prueba. .
Para sortear estas limitaciones son necesarias nuevas infraestructuras: un lugar subterráneo para el detector, para limitar el efecto del ruido sísmico, e instalaciones criogénicas para enfriar los espejos y reducir directamente la vibración térmica de las masas de prueba. [1]
A través de sus cuatro grupos de trabajo técnicos, el proyecto ET-FP7 aborda las cuestiones básicas en la realización de este observatorio propuesto: ubicación y características del sitio (WP1), diseño y tecnologías de suspensión (WP2), topología y geometría del detector (WP3), detección Requisitos de capacidades y potencialidades de la astrofísica (WP4).
ET es un proyecto de estudio de diseño del Programa Marco Europeo (FP7). Ha sido propuesto por 8 importantes institutos europeos de investigación experimental de ondas gravitacionales, coordinados por el Observatorio Gravitacional Europeo : [2]
Observatorio Gravitacional Europeo
Instituto Nacional de Física Nuclear
Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e. V. , actuando a través del Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik
Centro Nacional de la Investigación Científica
Universidad de Birmingham
Universidad de Glasgow
Nikhef
Universidad de CardiffAunque todavía se encuentra en la fase inicial de estudio de diseño, los parámetros básicos están establecidos. [3]
Al igual que KAGRA , estará ubicado bajo tierra para reducir el ruido sísmico y el "ruido del gradiente de gravedad" causado por objetos en movimiento cercanos.
Los brazos tendrán 10 km de largo (en comparación con los 4 km de LIGO y los 3 km de Virgo y KAGRA) y, al igual que LISA , habrá tres brazos en un triángulo equilátero, con dos detectores en cada esquina.
Para medir la polarización de las ondas gravitacionales entrantes y evitar una orientación a la que el telescopio sea insensible, se necesitan un mínimo de dos detectores. Si bien esto podría hacerse con dos interferómetros de 90° a 45° entre sí, la forma triangular permite compartir los brazos. El ángulo del brazo de 60° reduce la sensibilidad de cada interferómetro, pero eso se compensa con el tercer detector, y la redundancia adicional proporciona una verificación cruzada útil.
Cada uno de los tres detectores estaría compuesto por dos interferómetros, uno optimizado para funcionar por debajo de 30 Hz y otro optimizado para funcionar a frecuencias más altas .
Los interferómetros de baja frecuencia (1 a 250 Hz) utilizarán ópticas enfriadas a 10 K (-441,7 °F; -263,1 °C), con una potencia de haz de aproximadamente 18 kW en cada cavidad del brazo. [3] : 15–16 Los de alta frecuencia (10 Hz a 10 kHz) utilizarán ópticas a temperatura ambiente y una potencia de haz de recirculación mucho mayor, de 3 MW. [3] : 15
En el campus Randwyck de la Universidad de Maastricht, en los Países Bajos , se construyó un prototipo, o instalación de pruebas, llamado ETpathfinder. [4] La instalación fue inaugurada en noviembre de 2021 por la ministra holandesa de Educación, Cultura y Ciencia , Ingrid van Engelshoven . El líder del proyecto es el profesor Stefan Hild. ETpathfinder será un centro de investigación útil por derecho propio una vez que se haya construido el ET. Los sitios candidatos para el EE son la Eurorregión Mosa-Rin, Cerdeña y Sajonia. [5] [6] [7]
En 2015, la eurorregión Mosa-Rin, concretamente la zona rural entre Maastricht, Lieja y Aquisgrán, fue mencionada como uno de los posibles lugares para el EE. La eurorregión Mosa-Rin tiene un terreno estable con pocas perturbaciones para el medio ambiente. Pero también cuenta con una red de socios de conocimiento con los que cooperar, empresas que pueden proporcionar entornos de vida y de trabajo accesibles y agradables con alta tecnología.
El Telescopio Einstein en la eurorregión Mosa-Rin consiste en un túnel de forma triangular con brazos de 10 kilómetros de largo. El telescopio estará ubicado entre 250 y 300 metros bajo tierra. En los tres vértices habrá grandes cámaras subterráneas. Los rayos láser recorren los brazos de 10 kilómetros, los tubos del túnel. Un rayo láser se divide en dos haces que se reflejan en espejos en los extremos de los brazos en las cámaras subterráneas. Desde los tres vértices un ascensor llegará hasta el nivel del suelo. El mantenimiento se realizará en el interior del túnel a través de estos pozos.
A partir de 2021, Nikhef llevará a cabo perforaciones exploratorias en Terziet, Banholt , Cottessen y en varios lugares de la zona fronteriza entre Alemania y Bélgica. En abril de 2022, el gobierno holandés puso a disposición 42 millones de euros del Fondo Nacional de Crecimiento para los trabajos preparatorios del ET y también reservó 870 millones de euros para la construcción. Dado que el Telescopio Einstein es un proyecto internacional, los Países Bajos, Bélgica y Alemania cooperan en los estudios de viabilidad del telescopio en la eurorregión Mosa-Rin. Por ejemplo, se están realizando estudios sobre las diferencias en las leyes y normas de planificación y su importancia para el proyecto. En última instancia, estos estudios de viabilidad deberían dar lugar a un libro de ofertas, que estará listo como muy pronto en 2025.
El gobierno italiano está dispuesto a apoyar la candidatura de Sos Enattos ( Cerdeña ) como lugar para la construcción del telescopio junto con el premio Nobel Giorgio Parisi . [8] [9] [10]
Sos Enattos fue elegido por las características funcionales del proyecto [11] del sitio en la isla:
En enero de 2021 se realizaron estudios sismológicos para validar el sitio, instalando 15 estaciones sismométricas cerca de la mina Sos Enattos. [dieciséis]
En septiembre de 2022, el gobierno Draghi encargó al presidente del INFN Antonio Zoccoli proceder a la creación del expediente de candidatura de Italia, [17] [18] confirmando los 350 millones de euros de compromiso económico ya asignados por la Región de Cerdeña. [19]
