&Uacutej míszer a gravitációs hullámok vizsgálatára

Az MTA-ELTE Lendület Asztrofizikai Kutatócsoport speciális infrahangmikrofonokat fejlesztett ki a gravitációs hullámok észlelésére létrehozott LIGO projekt részére. Az alacsony frekvenciájú zajok kiszírésére alkalmas míszereket áprilisban szerelik be az Egyesült &Aacutellamokban míködő Lézer Interferométeres Gravitációhullám-vizsgáló Obszervatórium két létesítményében.

A kutatócsoport arra vállalkozik, hogy direkt módon kimutassa a gravitációs hullámokat. Albert Einstein közel egy évszázada, 1916-ban jósolta meg a téridő görbületének hullámszeríen terjedő megváltozását, mindazonáltal közvetlen bizonyítékot a gravitációs hullámok létére mind a mai napig nem sikerült találni” – mondta Frei Zsolt, az MTA doktora, az ELTE tanszékvezető egyetemi tanára.
Magyarázata szerint a gravitációs hullámok egyik fajtája az ősrobbanás után, az úgynevezett felfúvódás időszakában, a világegyetem hirtelen tágulásakor keletkezett. Gravitációs hullámok létrejönnek nagy tömegí égitestek mozgásakor, gyorsulásakor, fekete lyukak ütközésekor, összeolvadásakor, de elindíthatja őket a szupernóva-robbanásakor szétfröccsenő anyag is. A Princeton Egyetem kutatóinak, Russel A. Hulse-nak és Joseph H. Taylornak az 1970-es években sikerült indirekt módon kimutatni a gravitációs hullámok létét: egy neutroncsillag-kettős megfigyelése során azt észlelték, hogy az égitestek pályája úgy változik, mintha gravitációs hullámok kibocsátása miatt veszítenének folyamatosan energiát. Felfedezésüket 1993-ban fizikai Nobel-díjjal ismerték el.
A gravitációs hullámok létezésének újabb közvetett bizonyítékát találták most meg a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ kutatói, akik a Déli-sarkon míködő BICEP2 rádióteleszkóp segítségével a kozmikus mikrohullámú sugárzás vizsgálata során olyan polarizációs mintázatot kaptak, mintha azt egy gravitációs hullámháttér hozta volna létre. Eredményeiket a napokban tették közzé.
Mindkét kísérlet indirekt módon bizonyítja a gravitációs hullámok létét, a LIGO viszont, amint növekszik az obszervatórium érzékenysége, közvetlenül is képes lesz kimutatni őket. A detektorok végeiken tükrökkel felszerelt, 4 kilométer hosszúságú, L-alakú csövek. Kettő van belőlük, egymástól 3000 kilométerre, Washington és Louisiana államban találhatók. Amikor egy gravitációs hullám áthalad a rendszeren, a téridő torzulása révén enyhén megváltozik a csővégeken elhelyezett tükrök közötti távolság, ez pedig a bennük vezetett fényhullámok interferenciájának, azaz egymásra kifejtett gyengítő vagy erősítő hatásának változásán keresztül mérhető.
“A Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ kutatóinak kísérleti eredményei újabb lökést adnak a munkánknak, hiszen egyre biztosabbak lehetünk a gravitációs hullámok létezésében. Rendszeres közvetlen észlelésük teljesen új információkkal szolgálna a csillagokról, a galaxisokról, a fekete lyukakról, miáltal az asztrofizika újfajta megközelítése válna lehetővé. A hagyományos csillagászat ugyanis az elektromágneses spektrum különböző tartományaiban végez megfigyeléseket, a fény azonban egészen más információt hordoz, mint amilyeneket reményeink szerint a gravitációs hullámokból nyerhetünk. Felrobbanó szupernóvákról, pörögve összeolvadó fekete lyukakról, sebesen forgó neutroncsillagokról tudósítanának, s általuk olyan jelenségeket ismerhetnénk meg teljesen új aspektusból, amelyekre az elektromágneses kölcsönhatás alapján végzett asztrofizikai vizsgálatok nem adnak lehetőséget” – fogalmazott Frei Zsolt.