| KAGRA | |
|---|---|
| Detector de ondas gravitacionales Kamioka | |
| Uno de los hombros durante la construcción de KAGRA | |
| Tipo de | Detector de ondas gravitacionales |
| Ubicación | Observatorio Kamioka , Prefectura de Gifu , Japón . |
| Coordenadas | 36°24′43″ s. sh. 137°18′21″ pulg. Ej. |
| Altura | 414 metros |
| fecha de apertura | 22 de junio de 2010 |
| Fecha de inicio | 20 de febrero de 2020 |
| Sitio web |
gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/… ( inglés) gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp ( japonés) |
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KAGRA ( Detector de ondas gravitacionales de Kamioka ) , anteriormente LCGT ( Telescopio de gravedad criogénico grande ) es un detector de ondas gravitacionales japonés ubicado a unos 200 km al oeste de Tokio , en la mina subterránea de Kamioka en el antiguo municipio de Kamioka (ahora parte de la ciudad de Hida ). ) en la prefectura de Gifu en Japón . Es operado por el Instituto para la Investigación de Rayos Cósmicos (ICCR) la Universidad de Tokio . [1] Es el primer detector de ondas gravitacionales de Asia, el primero del mundo construido bajo tierra en una mina subterránea y el primer detector del mundo que usa espejos criogénicos hechos de zafiro y enfriados a 20 grados por encima del cero absoluto -253,15 °C (20K) para reducir ruido térmico. [2]
ICCR se estableció en 1976 para estudiar los rayos cósmicos. El proyecto LCGT fue aprobado el 22 de junio de 2010. Renombrado como KAGRA en enero de 2012, con "KA" por su ubicación en la mina subterránea Kamioka y "GRA" por gravedad y ondas de gravedad . [3] El proyecto está dirigido por el ganador del Premio Nobel de Física 2015 por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos , Takaaki Kajita , quien desempeñó un papel importante en la financiación y construcción del proyecto. [cuatro]
Se construyeron dos interferómetros del prototipo de detector de ondas gravitacionales para desarrollar las tecnologías requeridas para el desarrollo de KAGRA. El primero, TAMA 300 , ubicado en la ciudad de Mitaka en el campus del Observatorio Astronómico Nacional de Japón , equipado con dos brazos de 300 metros y operado entre 1998 y 2008, demostró la viabilidad del proyecto KAGRA. El segundo, CLIO , equipado con brazos de 100 metros, ha estado operando bajo tierra cerca de KAGRA desde 2006 y se está utilizando para desarrollar espejos enfriados criogénicamente que deberían mejorar la precisión de las mediciones de KAGRA.
KAGRA tiene dos brazos de 3 km de largo que forman un detector de ondas gravitacionales interferométricas láser . El láser utilizado tiene una potencia de unos 80 vatios. El límite inferior de detección del detector está en amplitudes de 3·10 −24 a una frecuencia de 100 Hz. Está construido en el Observatorio Kamioka (神岡宇宙素粒子研究施設Kamioka uchu: soryu: shi kenkyu: shisetsu ) , un laboratorio de ondas de gravedad y neutrinos ubicado bajo tierra en la mina Mozumi, propiedad de Kamioka Mining and Metallurgical Company. cerca del antiguo municipio de Kamioka (ahora parte de la ciudad de Hida ), prefectura de Gifu , Japón . La mina se ha utilizado desde principios de la década de 1980 para detectar neutrinos. Sin embargo, este lugar no es del todo adecuado para KAGRA, ya que la mina está ubicada en una roca porosa a través de la cual se filtra el agua de lluvia. El agua ingresó al interior de los túneles y se tuvo que instalar una capa impermeable para mantener los túneles secos. En primavera, cuando la nieve se derrite, las bombas deben bombear 1.000 toneladas de agua por hora. [5]
KAGRA detecta ondas gravitacionales de la fusión de estrellas de neutrones binarias a una distancia de 240 megaparsecs con una relación señal-ruido de 10 . El número esperado de eventos reconocidos por año es de 2 o 3. KARGA está optimizado para detectar señales de 100 Hz, que corresponden a ondas gravitacionales emitidas por fusiones de estrellas de neutrones. Dada la sensibilidad de KAGRA, se espera que pueda reconocer hasta 10 eventos de este tipo por año. [6] Las mediciones de KAGRA complementarán las mediciones de LIGO y Virgo y permitirán una ubicación más precisa de la fuente de ondas gravitacionales. [2] Para lograr la sensibilidad requerida, los métodos ya utilizados en los detectores gravitacionales LIGO y VIRGO (el sistema de aislamiento pasivo del detector de vibraciones de fondo de baja frecuencia, láseres de alta potencia, resonadores Fabry-Perot , el método de resonancia separación de bandas laterales, etc.). Sin embargo, a diferencia de los dos detectores de ondas gravitacionales que operan a partir de 2019, Virgo en Italia y LIGO en los EE. UU., KAGRA se construye bajo tierra. Por lo tanto, las mediciones se ven menos afectadas por el ruido ambiental generado por las actividades humanas y los fenómenos naturales. La segunda característica distintiva de KAGRA es el uso de espejos criogénicos enfriados a una temperatura de −253,15 °C (20 K) para reducir el ruido térmico, así como interferómetros de punto de suspensión (para suprimir activamente las vibraciones de fondo). [2] El coste del proyecto a principios de 2019 era de 16.400 millones de yenes (134,4 millones de euros). [5]
La construcción de KAGRA estuvo sujeta a numerosos retrasos. Inicialmente, se suponía que comenzaría la construcción de KAGRA en 2005, y el lanzamiento estaba programado para 2009 [7] , pero la posterior puesta en servicio se pospuso hasta 2018 [8] . La construcción comenzó en 2010 y se completó el 4 de octubre de 2019, y tardó nueve años en completarse. La fase de excavación comenzó en mayo de 2012 y finalizó el 31 de marzo de 2014. [9] Las primeras pruebas del interferómetro (iKAGRA) comenzaron en marzo de 2016. En 2018, el dispositivo comenzó a funcionar con parte de su sistema criogénico (bKAGRA fase 1). [10] Sin embargo, se requirieron ajustes técnicos adicionales antes del inicio de las observaciones. [11] El detector comenzó a funcionar el 20 de febrero de 2020 [12] .
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