GEO 600

GEO600 ist ein Gravitationswellendetektor auf Basis eines Michelson-Interferometers mit 600 Meter Schenkellänge in Ruthe bei Hannover, der Gravitationswellen messen soll. GEO600 ist Teil einer internationalen aus fünf Instrumenten bestehenden Einrichtung namens LIGO Scientific Collaboration. Ein Weltrauminterferometer („LISA“, ein ESA/NASA Gemeinschaftsprojekt) befindet sich derzeit in Planung.

Geschichte

GEO600 wurde 1995 eingerichtet und wird vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut) in Potsdam gemeinsam mit der Universität Hannover, Universität Cardiff und Universität Glasgow betrieben. Das Budget beläuft sich auf 6 Millionen Euro (ein Zehntel vergleichbarer Projekte).

Nach Testläufen im Sommer 2002 und Ende 2003 wurde der reguläre Betrieb 2005/06 aufgenommen. Bisher konnten keine Gravitationswellen nachgewiesen werden.

Funktionsweise

GEO600 besteht aus drei Containerhütten mit hochmoderner Lasertechnik und zwei jeweils 600 Meter langen, mit Wellblech abgedeckten Gräben, einem Filterbauteil und einem starken Laser. Letzterer schickt einen fast 20 Watt starken Lichtstrahl über einen Strahlteiler durch die im Winkel von 93 Grad angeordneten Röhren. An deren Ende werden die Strahlen reflektiert und laufen in der Fotodiode des Interferometers wieder zusammen. Die Laufzeitunterschiede des Lichts aus den beiden Röhren geben über die Stauchungen der Raumzeit Auskunft. Die Messungen müssen sehr genau sein, um die winzigen Schwankungen in der Raumzeit feststellen zu können.

Die großen Herausforderungen bestehen darin, die vielen Störquellen, die ein Signal verdecken würden, auszuschalten. Dazu gehören zum Beispiel Luftdruck- und Temperaturschwankungen sowie Bodenerschütterungen aller Art. Zu diesem Zweck wurden bestehende Technologien wie Laserstabilisierung, absorptionsfreie Optik, Regelungstechnik, Schwingungsdämpfung und Datenverarbeitung (pro Tag etwa 50 bis 60 GB) weiterentwickelt. Durch zusätzliche Spiegel werden sowohl Laserlicht als auch Signal jeweils mehrfach konstruktiv mit sich selbst überlagert und so verstärkt (Duales Recycling). Zu den wegweisenden Entwicklungen von GEO600 gehört außerdem die Aufhängung der Spiegel an Glasfasern. Weiterhin werden die Endspiegel durch aktive Schwingungsdämpfer und durch eine dreistufige Pendelaufhängung von seismischen Störungen isoliert.

Einstein@home

Die LIGO Scientific Collaboration betreibt zur Auswertung ihrer Daten ein Projekt für verteiltes Rechnen (engl. distributed computing) namens Einstein@home, ähnlich dem SETI@home-Projekt, an dem jeder teilnehmen kann.

Technische Daten

• Vakuumrohr: 2 × 600 m Länge, 60 cm Durchmesser, 0,8 mm Dicke
• Vakuum: Druck < 10⁻⁸ mbar
• Laser: diodengepumpter Nd:YAG-Laser bei 1064 nm
• Laserleistung: 10 W Ausgangsleistung (Einmodenbetrieb)
• Leistungsverstärkung: bis zu 10 kW
• Signalverstärung: bis zu 100fach
• Optik: Quarzglasspiegel mit 25 cm Durchmesser
• Frequenzbereich: 50 Hz bis 2 kHz, Bandbreite 60 Hz bis 1 kHz
• Relative Empfindlichkeit: 10⁻²¹ für pulsförmige Signale

Weblinks

• geo600.aei.mpg.de – GEO600-Homepage

52.2469444444449.80833333333337Koordinaten: 52° 14′ 49″ N, 9° 48′ 30″ O