Advanced Virgo (detektor fal grawitacyjnych) Andrzej Królak IM PAN / NCBJ W imieniu zespołu Polgraw -Virgo

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Advanced Virgo (detektor fal grawitacyjnych) Andrzej Królak IM PAN / NCBJ W imieniu zespołu Polgraw -Virgo"

Jolanta Leszczyńska
8 lat temu
Przeglądów:

1 Advanced Virgo (detektor fal grawitacyjnych) Andrzej Królak IM PAN / NCBJ W imieniu zespołu Polgraw -Virgo 1

2 Dlaczego poszukujemy fal grawitacyjnych? 1. Bardzo dokładny test ogólnej teorii względności Einsteina i wskazówki co do nowej teorii, która jest potrzebna do wyjaśnienia problemu osobliwości czasoprzestrzeni. 2. Astronomia fal grawitacyjnych. Fale grawitacyjne (FG) otworzą nowe okno na Wszechświat 2

do nowej teorii, która jest potrzebna do wyjaśnienia problemu osobliwości

3 Źródła fal grawitacyjnych dla naziemnych detektorów 3

4 Globalna sieć detektorów fal grawitacyjnych (Obecnie detektory są ulepszane, powstają advanced LIGO i Virgo oraz KAGRA) KAGRA Kamyoka Japan 3km interferometr Under construction The International Network of GW Detectors 4

oraz KAGRA) KAGRA Kamyoka Japan 3km interferometr

Polgraw-VIRGO Institytucje w Polsce: Białystok: UwB Toruń: UMK Warsaw: CAMK, IMPAN, NCBJ, OA UW Zielona Góra: WFiA UZ Uczestnicy: 5 pr. naukowych, 1 inżynier, 2 doktorantów, 3 pr.

5 Polgraw-VIRGO Institytucje w Polsce: Białystok: UwB Toruń: UMK Warsaw: CAMK, IMPAN, NCBJ, OA UW Zielona Góra: WFiA UZ Uczestnicy: 5 pr. naukowych, 1 inżynier, 2 doktorantów, 3 pr. technicznych Główny wkład: Analiza danych, inżynier elektronik, system próżniowy Główne zadania: Analiza danych, astrofizyka, organizacja spotkań i konferencji Zielona Góra Finansowanie: (granty NCN, Fundacji Nauki Polskiej) Toruń 5 5

technicznych Główny wkład: Analiza danych, inżynier elektronik, system próżniowy Główne zadania: Analiza

6 Projekt Virgo Detektor fal grawitacyjnych Virgo jest intereferometrem laserowym Michelsona o długości ramion 3 km, umieszczonym w wysokiej próżni, posiada doskonałą izolację sejsmiczną i wysokiej jakości optykę. Jest czuły w zakresie od 10Hz do 6kHz. Virgo jest francusko-włoskim projektem zarządzanym przez CNRS i INFN poprzez konsorcjum European Gravitational Observatory EGO). W Virgo bierze udział ponad 200 naukowców z 19 laboratoriów we Francji, Włoszech jak również na Węgrzech, Holandii i Polsce. Obecnie detektor jest ulepszany i powstaje detektor advanced Virgo, który docelowo ma być 10 razy czulszy. Virgo jest na mapie drogowej ASPERA. Polski zespół Polgraw dołączył do Virgo w kwietniu 2008 r. Członkowie Virgo maja pełen dostęp do danych z amerykańskich detektorów LIGO Wszelka analiza danych z detektorów LIGO i VIRGO jest prowadzona wspólnie i wszystkie publikacje są podpisywane przez listy autorów z obu projektów. 6

W Virgo bierze udział ponad 200 naukowców z 19 laboratoriów we Francji, Włoszech jak również na Węgrzech, Holandii i Polsce.

7 Udział członków zespołu Polgraw w organach Virgo 1. Członkostwo w tzw. Virgo Steering Committee, który koordynuje działalność Kolaboracji Virgo - A.K. 2. Przewodnictwo (z ramienia projektu Virgo) jednej z czterech, wspólnych dla projektów LIGO Virgo, grup analizy danych - tzw. CW group (zespołu zajmującej sie poszukiwaniem fal grawitacyjnych z rotujących gwiazd neutronowych) i członkostwo Rady Analizy Danych (Data Analysis Council) projektów LIGO i Virgo - A.K. 3. Przewodnictwo (z ramienia projektu Virgo) komitetu przeglądowego prac tzw. Burst group (zespołu zajmującego się poszukiwaniem impulsowych sygnałów fal grawitacyjnych, np. z wybuchów supernowych) - T. Bulik. 7

CW group (zespołu zajmującej sie poszukiwaniem fal grawitacyjnych z rotujących gwiazd neutronowych) i członkostwo Rady Analizy Danych (Data Analysis Council) projektów

(ApJ, 713, 671, 2010), LIGO S5 data, analiza Bayesowska <2% promieniowanej energii w FG v ~11.

8 v ~30.2Hz Fale grawitacyjne ze znanych pulsarów Ograniczenia na amplitudę fali grawitacyjnej: Crab (ApJ, 713, 671, 2010), LIGO S5 data, analiza Bayesowska <2% promieniowanej energii w FG v ~11.2Hz Vela (ApJ, 737, 93, 2011), Virgo VSR2 data, analiza Bayesowska, F-statystyka <35% promieniowanej energii w FG Poszukiwanie w danych S6/VSR4 zakończone, prace w przygotowaniu. 8

9 Wspólpraca LIGO-VIRGO (ok. 700 osób) Polgraw ma 7 autorów

10 Poszukiwanie FG z nieznanych gwiazd neutronowych w całej Galaktyce Ze względu na b. słaby sygnał FG i dużą przestrzeń parametrów analiza ta wymaga ogromnych mocy obliczeniowych W pracy członków zespołu (P. Jarnowski, A. Królak i B. F. Schutz, Phys. Rev. D58:063001, 1998) została wyprowadzona tzw. F-statystyka, metoda powszechnie używana w poszukiwaniu fal grawitacyjnych z rotujących gwiazd neutronowych. Jest ona stosowana przez projekt Einstein@Home w ramach którego setki tysięcy komputerów domowych poszukują w tych fal w danych z detktorów LIGO. Zespół Polgraw rozwinął własne oprogramowanie (wykorzystujące F-statystykę), przy pomocy, którego analizowane są obecnie dane Virgo (publikacja jest w przygotowaniu). W naszych obliczeniach wykorzystujemy moce obliczeniowe w kraju -dwa dedykowane klastry w IMPAN i WFiA UZ oraz zasoby Cyfronetu, -za granicą centra obliczeniowe Virgo (Bologna) i LIGO (CalTech, Hannover). Do analizy danych advanced LIGO i Virgo będziemy używać dużych mocy obliczeniowych dostępnych w kraju (NCBJ) i za granicą (centra obliczeniowe Helmholtz Association w Niemczech, gdzie uruchamiamy zrównolegloną wersję naszych kodów już na 16tys rdzeni obliczeniowych równocześnie). 10

D58:063001, 1998) została wyprowadzona tzw. F-statystyka, metoda powszechnie używana w poszukiwaniu fal grawitacyjnych z rotujących gwiazd neutronowych.

neutronowych Advanced LIGO: do 200Mpc Advanced

11 Poszukiwanie fal grawitacyjnych ze zlewających się układów podwójnych Układy podwójne gwiazd neutronowych Advanced LIGO: do 200Mpc Advanced Virgo do 130Mpc VIRGO VSR2 LIGO - S6 VIRGO VSR VIRGO VSR3 11

Zlewające się układy czarnych dziur i gwiazd neutronowych (Poszukiwanie w zakresie całkowitej masy 2-100 ) Obserwacje Przewidywania M c = 5 Zakres 10-100 Poszukiwania w danych LIGO i Virgo (2012): R

12 Zlewające się układy czarnych dziur i gwiazd neutronowych (Poszukiwanie w zakresie całkowitej masy ) Obserwacje Przewidywania M c = 5 Zakres Poszukiwania w danych LIGO i Virgo (2012): R O = 5.9 x 10-7 Mpc -3 Myr -1 Przewidywania: Bulik, Belczynski i Prestwich (2010): R T = 3.6 x 10-7 Mpc -3 Myr -1 (Na podstawie przewidywania, że dwa systemy IC10 and NBC300 staną się układami czarnych dziur o masie M t : ) Ta górna granica jest 50% powyżej teoretycznych przewidywań. Ponadto w analizie danych nie uwzględniono dużych nierównoległych spinów czarnych dziur i wyższych harmonik. 12

6 x 10-7 Mpc -3 Myr -1 (Na podstawie przewidywania, że dwa systemy IC10 and NBC300 staną się układami czarnych dziur o masie M t :25.

13 Multimessenger astronomy 13

Wspólne obserwacje detektorów LIGO i Virgo oraz obserwacji optycznych, rentgenowskich i radiowych : triggery z detektorów FG przesyłane do teleskopów Winter/Summer Run Only Summer Run Teleskopy

14 Wspólne obserwacje detektorów LIGO i Virgo oraz obserwacji optycznych, rentgenowskich i radiowych : triggery z detektorów FG przesyłane do teleskopów Winter/Summer Run Only Summer Run Teleskopy optyczne Publikacja na temat obserwacji wkrótce Obserwacje TAROT SOUTH/NORTH 1.86 X 1.86 FOV Zadko 25 X 25 arcmin FOV ROTSE 1.85 X 1.85 FOV QUEST 9.4 square degree FOV SkyMapper 5.6 square degree FOV Pi of the Sky 20 X 20 FOV Palomar Transient Factory 7.8 square degree FOV Liverpool telescope 4.6 X 4.6 arcmin FOV Swift Satellite 0.4 X 0.4 FOV Obserwacje radiowe LOFAR MHz 14 7

86 FOV Zadko 25 X 25 arcmin FOV ROTSE 1.85 X 1.85 FOV QUEST 9.4 square degree FOV SkyMapper 5.

15 First EM follow-up observations to low-latency GW signals in last LIGO/Virgo science run (2009/2010) Acquire and Transfer Data A&A 539, A124 January 9, 2013 AAS Long Beach 15

16 Aktualne działania Ligo Scientific Community (LSC) i Virgo LSC VIRGO: 1. Szczegółowe plany poszukiwania FG z poszczególnych źródeł w danych z detektorów advanced LIGO i Virgo, gdy zaczną one działać. W planach są umieszone dwa programy (pipelines) zespołu Polgraw dotyczące poszukiwań FG z rotujących gwiazd neutronowych. 2. Przygotowany jest dokument na temat planu pracy, czułości i dokładności detektorów advanced LIGO i Virgo. Zaproszenie do wspólnych obserwacji (open call) do innych projektów. VIRGO: 1. Wniosek o tzw. Recognized Experiment at CERN 2. Inicjatywa przekształcenia konsorcjum CNRS i INFN European Gravitational Observatory (EGO), do którego należy detektor Virgo w European Research Infrastructure Consortium (ERIC) według prawa EU. Polska jest zaproszona do udziału w tym konsorcjum. 16

Przygotowany jest dokument na temat planu pracy, czułości i dokładności detektorów advanced LIGO i Virgo. Zaproszenie do wspólnych obserwacji (open call) do innych projektów. VIRGO: 1. Wniosek o tzw.

17 Koniec Detektor VIRGO

18 Extra slides

19 Timeline for present and future projects Advanced LIGO, Advanced VIRGO, KAGRA funding approved, LIGO-India proposed Japanese KAGRA similar schedule to Advanced LIGO and VIRGO 19

20 20

Podobne dokumenty

Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW Odziaływania elementarne elektromagnetyczne silne grawitacyjne słabe Obserwacje promieniowania elektromagnetycznego Obserwacje promieniowania