Quelltext der Seite Virgo (Gravitationswellendetektor)

'''Virgo''' ist ein französisch-italienischer [[Gravitationswellendetektor]], dessen Kernstück ein [[Michelson-Interferometer]] mit je drei Kilometer langen Armen ist.

Der Detektor war in den Jahren 2007 bis 2011 im Betrieb. Anschließend wurde er außer Betrieb genommen, um die Empfindlichkeit weiter zu erhöhen. Nach Verzögerungen ging der neue, empfindlichere Detektor '''Advanced Virgo''' im August 2017 in Betrieb.<ref>{{cite web| url=http://public.virgo-gw.eu/wp-content/uploads/2015/06/Letter-to-Science-v3.pdf| title=Antwort auf einen Bericht bei Science Magazine| accessdate=2017-04-15| format=PDF|sprache=en}}</ref>

== Technische Daten ==
[[File:Gravitational-wave_detector_sensitivities_and_astrophysical_gravitational-wave_sources.png|thumb|upright=2| Empfindlichkeit des ''Virgo''- und des ''Advanced-Virgo''-Detektors in Abhängigkeit von der Frequenz. Zum Vergleich sind auch die Empfindlichkeiten des geplanten Detektors ([[Laser Interferometer Space Antenna|eLISA]]) und der Nachweis durch genaue Beobachtung von Pulsaren ([[European Pulsar Timing Array|EPTA]] und [[IPTA]]) und die Intensität verschiedener Quellen eingezeichnet.]]

Der ''Advanced Virgo'' befindet sich auf dem Gelände des Europäischen Gravitationswellen-Observatoriums (EGO) in Santo Stefano a Macerata ([[Cascina]]) in [[Italien]] in derselben Anlage, in der sich der Vorgänger-Detektor ''Virgo'' befand.

Das Interferometer besteht aus zwei Armen mit einer Länge von je 3&nbsp;km, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind. Diese Arme sind [[Vakuum|evakuierte]] Röhren mit einem Durchmesser von 1,2&nbsp;m. Das Laserlicht wird in diesem Interferometer mehrere Male hin- und hergeworfen, sodass ein Interferometer mit einer effektiven Armlänge von etwa 100&nbsp;km entsteht. Die verwendeten Spiegel reflektieren 99,999 % des [[Infrarotstrahlung|infraroten]] Laserlichts, das auf sie trifft. Die Leistung des Lasers beträgt 200&nbsp;W, allerdings wird der Laserstrahl mehrmals überlagert, sodass eine um ein Vielfaches höhere effektive Leistung erreicht werden kann. Die Wellenlänge des ausgesandten Lichts beträgt 1064&nbsp;nm. Sowohl die Leistung des Lasers als auch die Frequenz des Lichts müssen möglichst konstant sein.

Der ''Virgo''-Detektor deckt den Frequenzbereich von etwa 10&nbsp;Hz bis 10&nbsp;kHz ab. Die untere Nachweisgrenze dieses Detektors liegt bei [[Amplitude]]n in der Größenordnung von 10<sup>−22</sup>. Somit sollte der Detektor Gravitationswellen messen können, die von massiven [[Doppelsternsystem]]en oder [[Supernova]]e stammen. Für die Beobachtung einer Kollision eines Doppelsternsystems beträgt die Reichweite des Detektors etwa&nbsp;300 Mio. [[Lichtjahr]]e. Ein solches Ereignis innerhalb der Reichweite wird einige Male pro Monat erwartet.

== Funktionsweise ==
{{Hauptartikel|Gravitationswellendetektor}}

Wenn eine Gravitationswelle den Detektor durchläuft, ändert sich die Länge der Arme des Interferometers. Dadurch kommt es zu einer [[Phasenverschiebung]] zwischen den Laserstrahlen in den beiden Armen und das [[Interferenzmuster]], das nach der Überlagerung der beiden Strahlen entsteht, verändert sich. Die Änderung dieses Interferenzmusters kann gemessen werden.

== Geschichte ==
1989 wurde der Projektantrag für ''Virgo'' gestellt und 1994 wurde er akzeptiert. Die Planung wurde 1997 abgeschlossen. 2003 wurde der Bau fertiggestellt; danach wurde der Detektor kalibriert und getestet. 2007 bis 2011 wurden zum ersten Mal Daten gesammelt. Anschließend wurde der Detektor verbessert und ab 2016 als ''Advanced Virgo'' wieder in Betrieb genommen.

Einer der Direktoren war der Franzose [[Alain Brillet]]. Von italienischer Seite gehörte [[Adalberto Giazotto]] zu den leitenden Wissenschaftlern.

Der alte ''Virgo''-Detektor hatte eine 10-mal geringere Empfindlichkeit, seine untere Nachweisgrenze lag also bei Amplituden von 10<sup>−21</sup>. Dadurch war die Reichweite für die Beobachtung nur 1/10 so groß und folglich das beobachtbare Volumen nur 1/1000 so groß. Während jetzt mehrere beobachtbare Ereignisse pro Monat erwartet werden, waren es damals eins alle 20 bis 50 Jahre.

Die höhere Genauigkeit des ''Advanced Virgo'' wurde einerseits durch die Verbesserung der Spiegel und des Vakuums und andererseits durch die Verwendung eines Lasers mit der 10-fachen Leistung erreicht.

Es besteht eine enge Kooperation mit anderen Gravitationswellendetektoren; die Daten werden gemeinsam gesammelt und analysiert und es werden gemeinsame Publikationen herausgegeben.

Am 14. August 2017 um 12:30:43 Uhr MESZ beobachteten die beiden US-amerikanischen Advanced-Ligo-Observatorien, die alle drei bisher registrierten Gravitationswellen entdeckt hatten, sowie der französisch-italienische Advanced-Virgo-Detektor das Signal [[GW170814]], das durch die Verschmelzung von zwei [[Schwarzes Loch|Schwarzen Löchern]] erzeugt wurde. Die Kooperation aller drei Observatorien erhöhte die Genauigkeit um den Faktor zehn. Dabei wurde auch erstmals die Polarisation der Gravitationswellen beobachtet.<ref>[https://www.sciencealert.com/new-ligo-virgo-gravitational-waves-neutron-stars-space-news-sept-2017 Michelle Starr, IT'S OFFICIAL: Gravitational Waves Were Just Detected With The Greatest Precision Ever, Science Alert], 27. September 2017</ref> Advanced Virgo hatte am 1. August erstmals mit Beobachtungen begonnen.

== Siehe auch ==
* [[Gravitationswellenastronomie]]
* [[LIGO]]
* [[GEO600]]
* [[Einstein-Teleskop]]

== Quellen ==
* [http://public.virgo-gw.eu/what-is-virgo/ Beschreibung des Virgo-Detektors]
* [http://public.virgo-gw.eu/advanced-virgo/ Beschreibung des advanced VIRGO]
* [http://public.virgo-gw.eu/the-virgo-collaboration/ Geschichte und Kooperationspartner]
* [http://www.ast.cam.ac.uk/~rhc26/sources/ Gravitational Wave Detectors and Sources]

== Weblinks ==
{{Commonscat|VIRGO}}
* [http://www.ego-gw.it/virgodescription/pag_4.html Beschreibung auf der Homepage des Europäischen Gravitationswellenobservatoriums]
* [http://www.virgo.infn.it/ Homepage der Virgo-Kollaboration]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Coordinate|NS=43/37/53/N|EW=10/30/17/E|type=landmark|region=IT-PI}}

[[Kategorie:Bodengebundenes Observatorium]]
[[Kategorie:Gravitationswellendetektor]]
[[Kategorie:Bauwerk in der Toskana]]
[[Kategorie:Wissenschaft und Forschung in Italien]]
[[Kategorie:Cascina]]
[[Kategorie:Internationales Forschungsprojekt]]