Promotiebericht
Nikhef, 17-11-2011
Thermal lensing in Virgo and Polynomial Search: Een blinde analyse naar gravitatie golven van roterende neutronensterren in binaire systemen.
Sipho van der Putten, promovendus aan het Nikhef, verdedigt zijn proefschrift dinsdag 6 december 2011 aan de Vrije Universiteit Amsterdam.
Albert Einstein voorspelde met zijn Algemene Relativiteitstheorie dat zwaartekracht het gevolg is van het feit dat massa’s de ruimte-tijd krommen. Als de massa’s bewegen, zal in sommige gevallen de ruimte-tijd dusdanig tijdsafhankelijk krommen dat deze krommingen gezien kunnen worden als “golven” in de ruimte-tijd. Deze golven worden “gravitatie golven” genoemd.
Gravitatie golven zijn zeer zwakke verstoringen in de ruimte-tijd die zich met de snelheid van het licht voortplanten. De ruimte-tijd wordt dusdanig verstoord dat de afstand tussen twee vrij vallende massa’s tijdsafhankelijk wordt: de afstand tussen de massa’s wordt periodiek groter en kleiner.
Omdat deze golven extreem zwak zijn, zullen alleen de meest compacte astrofysische objecten genoeg kromming veroorzaken dat de resulterende gravitatie golven waargenomen kunnen worden. Een van de mogelijke bronnen zijn neutronensterren. Dit zijn compacte objecten die het resultaat zijn van supernova explosies van zware sterren. Het is gebleken dat deze neutronensterren heel snel om hun as kunnen draaien. Als een neutronenster niet axiaal-symmetrisch is, zal deze fungeren als een bron voor continue gravitatie golven.
De golven kunnen worden gemeten op Aarde met behulp van zogenaamde laser interferometers. Een interferometer is een detector die de afstand tussen twee test-massa’s heel nauwkeurig registreert. Door continu deze afstand te meten zullen de miniemste verstoringen in de ruimte-tijd waargenomen kunnen worden.
De Virgo interferometer, gebouwd op de Toscaanse vlakte in de buurt van Pisa in Italië, is een van de interferometers die hedendaags operationeel zijn. Virgo kan lengte veranderingen tot grofweg 10-19 meter onderscheiden (ongeveer 1 tienduizendste van een proton diameter).
Omdat de Virgo interferometer gebruik maakt van een hoog vermogen laser, zullen de spiegels die in de detector gebruikt worden opwarmen. Deze opwarming zorgt voor een vervorming wat negatieve gevolgen heeft voor de stabiliteit van de interferometer. In mijn proefschrift wordt een simulatie besproken die deze opwarming beschrijft. De resultaten van deze simulatie kunnen gebruikt worden om de temperatuur van de spiegels te meten.
Naast deze simulatie heb ik ook een nieuwe analyse methode ontwikkeld waarmee het mogelijk is om de gravitatie golven van roterende niet axiaal-symmetrische neutronensterren uit de achtergrondruis te halen. Omdat de meeste snel roterende neutronensterren zich in een binair systeem bevinden, is mijn analyse methode is vooral toegespitst op die neutronensterren die zich in een binair systeem met een andere (neutronen)ster bevind.
Sipho van der Putten: Thermal lensing in Virgo and polynomial Search: an all-sky search for gravitational waves from spinning neutron stars in binary systems (pdf)
De promotie vindt plaats op dinsdag 6 december, om 9.45 uur in het auditorium van de VU, De Boelelaan 1105, Amsterdam.
Promotores: prof. dr. J.F.J. van den Brand en prof. dr. F.L. Linde
Contact: Sipho van der Putten