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Gravitationswellen: Messphase O3 startet

Erheblich aufgerüstet lauschen nun wieder die LIGO- und VIRGO-Detektoren auf unglaublich winzige Signale aus den unendlichen Weiten des Weltraums .

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Pünktlich zum 1. April ist die internationale Gemeinschaft der Gravitationswellenforscher*innen mit der nächsten Messperiode O3 gestartet. Sowohl die beiden LIGO-Anlagen in den USA in Hanford/Washington und Livingstone/Louisiana als auch VIRGO in Italien bei Pisa sind einsatzfähig und nehmen jetzt den regulären Betrieb auf. Wenn alles gut geht, stößt gegen Ende des Jahres noch der japanische Detektor KAGRA hinzu.

Die Messgenauigkeit der Anlagen der LIGO Scientific Collaboration (LSC) wurde in der längeren Upgrade-Pause deutlich gesteigert, mit neuen Lasern, neuen Spiegeln und viele weiteren neuen Komponenten. So ist für O3 nun häufig – vielleicht sogar mehrmals pro Monat – mit interessanten Events zu rechnen, sei es die Verschmelzung zweier schwarzer Löcher (BBH oder BHBH), zweier Neutronensterne (BNS oder NSNS) oder auch gemischt (NSBH). Neue Simulationsergebnisse zu Letzterem haben die Theoretiker der Kollaboration gerade erst vor ein paar Tagen auf ArXiv veröffentlicht.

Die Steigerung der Empfindlichkeit in den bisherigen und zukünftigen Messperioden. O3 soll möglichst weit über 120 MegaParsec liegen. Sie legt vor allem bei den niedrigen Frequenzen zu, wo man die Signale von Verschmelzungen schwererer schwarzer Löcher erwartet.

(Bild: LIGO)

Auch das kleine Interferometer GEO600 in Ruthe bei Hannover wird mitlaufen, selbst wenn es nur bei besonders starken Signalen und höheren Frequenzen die Chance hat, etwas von den kosmischen Ereignissen mitzubekommen. Aber GEO600 dient als Testplattform für die in Hannover in Zusammenarbeit des Max Planck Instituts für Gravitationsphysik (Albert Einstein Institut, AEI), der Leibniz-Universität und dem Laser Zentrum Hannover (LZH) entwickelten neuen Lasertechniken. Dazu gehört vor allem auch das jetzt in den großen Detektoren erstmals eingesetzte sogenannte gequetschte Licht.

Dabei wird eine Technik verwendet, die in der Lage ist, die naturgegebene Heisenbergsche Unschärfe ein wenig auszutricksen und so die Präzision zu erhöhen. Okay, wirklich austricksen lässt sich die Heisenbergsche Unschärfe nicht, aber da sie sich auf das Produkt der Varianzen von zwei komplementären Größen wie Raum und Zeit bezieht, lässt sich die eine, für die man sich mehr interessiert, auf Kosten der anderen genauer messen – genau so etwas geschieht beim "Quetschen".

Die in GEO600 schon im Testbetrieb laufende nächste Lasergeneration schaffte Ende 2018 einen neuen Weltrekord im Quetschen mit einer Präsizionssteigerung um 6 db, was immerhin einer Verachtfachung des beobachtbaren Weltall-Volumens entspricht.