Na een maand vol reparaties en aanpassingen zijn de zwaartekrachtsgolfdetector Virgo in Italië en de twee LIGO-detectoren in de VS vrijdag 1 november weer begonnen met metingen van ruimtetijdtrillingen uit het heelal.
De afgelopen maand is er intensief gesleuteld en gepoetst aan de laserinstallaties die sinds april waarnemingen van zwaartekrachtsgolven deden. Het plan is dat er vanaf 1 november weer onafgebroken wordt gemeten tot 30 april 2020. In totaal hebben LIGO en Virgo 33 trillingen gemeten die vermoedelijk afkomstig zijn van botsende zwarte gaten en neutronensterren, soms tot honderden miljoenen lichtjaren ver weg.
De detecties worden direct publiek gemaakt, zodat astronomen hun telescopen kunnen richten op vermoedelijke bronnen. Analyses van de signalen zijn nog in volle gang.
De drie interferometers kunnen met laserlicht minieme afstandvariaties meten tussen trillingsvrij opgehangen spiegels aan de uiteinden van twee kilometerslange haaks op elkaar opgestelde vacuümbuizen. Uit Einsteins relativiteitstheorie volgt dat ruimte en tijd trillen als ergens zeer compacte objecten als zwarte gaten met elkaar botsen.
Zulke trillingen kunnen tot op aarde worden gedetecteerd, omdat daardoor de lichtpaden in de detectorarmen dan even korter en langer worden. De lichtbundels kunnen elkaar dan even uitdoven of versterken.
De pauze van een maand is genomen om aanpassingen aan de systemen uit te voeren die niet in de gewone onderhoudsuren gedurende de week passen, vertelt Matteo Tacca van de sectie Detector R&D bij Nikhef in Amsterdam. Hij was in oktober in Italië bij Virgo de commissioning coördinator die toezag op de werkzaamheden en het proces bewaakte om op 1 november weer aan de slag te kunnen. Nikhef is een belangrijke partner in het Virgo-project.
Vooral werk aan systemen die perfect vacuüm nodig hebben, vergt veel tijd. Eerst moeten die voorzichtig op druk komen. Dan is er anderhalve week tijd voor het eigenlijke werk, van reparaties en schoonmaak tot nieuwe componenten. Daarna moet het systeem zeker twee weken lang worden leeggepompt en schoongestookt. ‘Een maand is het minimum als je echt werk te doen hebt’, zegt Tacca. Oktober was een intensieve maand, erkent hij. ‘Een behoorlijk gekkenhuis, twee maanden zou makkelijker zijn.’
Bij LIGO zijn op de twee locaties (Hanford en Livingstone) verouderde glasvezels vervangen, oude pompen weggehaald en kleppen vervangen. Ook is een apparaat dat een nog zuiverder laserbundel geeft, een zogeheten squeezer, in het vacuümsysteem geplaatst. Daarnaast werden er aan de uiteinden van de detectorarmen grote windschermen gebouwd om trillingen en vervormingen van de kilometers lange bouwwerken op de prairie verder te onderdrukken.
Bij Virgo is het vermogen van de laser verhoogd van 19 naar 26 watt, waardoor alle meetapparatuur opnieuw afgesteld moest worden. Dat is gelukt, zegt Tacca. Daarnaast is een aantal ruisbronnen opgespoord en bestudeerd en worden nu methodes bedacht om die stiller te maken.
De aanpassingen aan de detectoren zijn allemaal bedoeld om de prestaties van de meetapparatuur verder omhoog te brengen. Technici verwachten over ongeveer twee jaar alle apparatuur te hebben geoptimaliseerd. Later dit najaar gaat in Japan ook de ondergrondse KAGRA-detector meedoen met de observaties van LIGO en Virgo.