VIRGO Dtecteur dondes gravitationnelles D Verkindt 22 Mai

VIRGO: Détecteur d’ondes gravitationnelles D. Verkindt 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 1

Les ondes gravitationnelles 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 2

Naissance des ondes gravitationnelles 25 Novembre 1915 A. Einstein, Preussiche Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte, p. 688 (1916) A. Einstein, Preussiche Akademie der Wissenschaften, Sitzungsberichte, p. 154 -167 (1918) 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 3

De la gravitation à l’onde gravitationnelle E Une charge électrique accélérée crée une onde électromagnétique e- Une masse asymétrique accélérée crée une onde gravitationnelle 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 4

Les effets d’une onde gravitationnelle Une onde gravitationnelle déforme l’espace. Elle modifie la mesure des distances. h = DL / L L 22 Mai 2003 L+DL Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 5

Une source indétectable: vous h = 10 -41 à un mètre 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 6

Une source indétectable: les planètes La lune tournant autour de la terre: h = 10 -41 (fréquence = 8. 10 -7 Hz) 22 Mai 2003 La terre tournant autour du soleil: h = 10 -43 (fréquence = 6. 10 -8 Hz) Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 7

Des sources formidables: les trous noirs Formation d’un trou noir supermassif au centre de NGC 4261 (photo) Petit déjeuner d’un trou noir (dessin) h < 10 -20 à 50. 000 années-lumière 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 8

Des sources explosives: les supernovae SN 1987 A « simulation » de l ’explosion d’une supernova h = 10 -21 à 3 millions d’années-lumière 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 9

Des sources sures: les coalescences de binaires Un signal bien connu théoriquement h(t) Deux étoiles qui émettent des ondes gravitationnelles se rapprochent Hz f(t) sec h = 10 -21 à 3 millions d’années-lumière 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 10

Les premiers signes d’existence des ondes gravitationnelles Le pulsar binaire 1913+16 - Découvert en 1974 par Hulse et Taylor avec le radio-télescope d’Arecibo R. A. Hulse et J. H. Taylor, The Astrophysical Journal, 195, 1975, L 51 - Période de rotation du système : 7. 7 heures - Distance à la terre: 15000 années-lumière - Collision prévue dans 300 millions d’années Hulse Taylor J. H. Taylor and J. M. Weisberg, « Further experimental tests of relativistic gravity using the binay pulsar 1913+16 » , Astrophysical Journal 345, 434 -450 (1989) 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 11

Difficulté de la détection des ondes gravitationnelles Système binaire d’étoiles à neutrons dans les galaxies voisines: h = 10 -21 h = DL / L = 10 -21 10 -10 mètres 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 12

Les détecteurs d’ondes gravitationnelles 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 13

Détection interférométrique d’une onde gravitationnelle Faisceau laser incident INTERFÉROMÈTRE Franges d ’interférence 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 14

Détection interférométrique d’une onde gravitationnelle Faisceau laser incident Frange noire 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 15

Détection interférométrique d’une onde gravitationnelle DL Faisceau laser incident DL Hors frange noire 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 16

Aujourd’hui des interféromètres géants de 3 ou 4 km de long sont à l’écoute du ciel 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 17

L’expérience LIGO Source: Stan Withcomb (Ligo) 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 18

L’expérience LIGO Hanford Livingston 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 19

L’expérience VIRGO Octobre 2001 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 20

L’expérience VIRGO Bras de l’interféromètre: 3 km de long 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 21

L’expérience VIRGO Ouest Nord 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 22

L’expérience VIRGO Les enceintes à vide 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 23

L’expérience VIRGO Les super-atténuateurs sismiques 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 24

L’expérience VIRGO Les miroirs 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 25

L’expérience VIRGO Système de détection des interférences: banc optique interne 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 26

L’expérience VIRGO run E 0 (septembre 2001) 22 Mai 2003 run E 4 (juillet 2002) Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 27

L’expérience VIRGO La nature est bruyante! photodétecteur laser 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 28

L’expérience VIRGO Sensibilité du détecteur 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 29

Performance actuelle de l’interféromètre VIRGO Ø septembre 2001 Ø décembre 2001 Ø avril 2002 Ø mai 2002 Ø juillet 2002 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 30

Les différentes façons de voir l’Univers Portraits de la nébuleuse du Crabe ? Source: A Weinstein (Ligo) Ondes Gravitationnelles 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 31

Une nouvelle fenêtre sur l’Univers Interféromètres dans l’espace Projet LISA 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 32

Conclusion et raccourcis Ancien détecteur d’ondes gravitationnelles (1660 -1960) 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 33

Conclusion et raccourcis Futurs observatoires d’ondes gravitationnelles ! 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 34

Pour plus d’informations: wwwlapp. in 2 p 3. fr/virgo www. virgo. infn. it www. ligo. caltech. edu www. google. com 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 35

Détection interférométrique d’une onde gravitationnelle Onde gravitationnelle Source: K. Thorne (Ligo) DL = h L < 3. 10 -18 m < 10 -21 3 km 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 36

Les détecteurs interférométriques dans le monde 4 km 600 m 3 km 300 m 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 37

L’expérience VIRGO Les t rava 22 Mai 2003 illeu Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo rs du LAP P 38

L’expérience VIRGO Photodiodes de détection: banc optique externe 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 39

L’expérience VIRGO Asservissements de l’interféromètre 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 40

L’expérience VIRGO Surveillance de l’environnement daq_ok turbopompe delock 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 41

L’expérience VIRGO Faux scoop: un événement « coalescence de binaires » détecté dans VIRGO !! 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 42

Performances actuelles des interféromètres : TAMA 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 43

Performances actuelles des interféromètres: LIGO 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 44

Une nouvelle fenêtre sur l’Univers 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 45

Une nouvelle fenêtre sur l’Univers Les télescopes optiques, sur terre et dans l ’espace Les radio-télescopes Les détecteurs de neutrinos Les détecteurs d’ondes gravitationnelles 22 Mai 2003 Visite du LAPP D. Verkindt, LAPP, Virgo 46