Ecole de Physique des Astroparticules
27 mai - 1 juin 2013
OHP, Saint Michel l'Observatoire

Ondes Gravitationnelles

Détecteurs interférométriques terrestres d'ondes gravitationnelles de 3ème génération

Matteo BARSUGLIA
  Astroparticule et Cosmologie (APC)

Cours
Dans la première partie de ce cours je rappelerai les intérêts scientifiques d'un détecteur terrestre d'ondes gravitationnelles (OG) de 3ème génération (avec une sensibilité meilleure d'un ordre de grandeur par rapport à  aux détecteurs de deuxième génération, comme Advanced Virgo et Advanced LIGO) pour la physique fondamentale, l'astrophysique et la cosmologie. Dans la deuxième partie je décrirai les techniques envisagées pour la réduction des bruits qui limitent la sensibilité de Advanced Virgo et Advanced LIGO (bruit quantique, le bruit thermique et bruit sismique). Dans la dernière partie j'illustrerai les plans pour un détecteur de troisième génération en Europe (Einstein Telescope) et les plans pour "LIGO III" aux Etats-Unis.
Chapitres
  1. Les enjeux scientifiques de la 3ème génération
    1. Physique fondamentale
    2. Astrophysique
    3. Cosmologie
  2. Les bruits de la 2ème génération et les techniques pour les réduire
    1. Le bruit quantique
    2. Le bruit thermique
    3. Le bruit sismique
  3. Plans pour la costruction d'un détecteur de 3ème génération
    1. Einstein Telescope
    2. Plans pour "LIGO III"


Résumé

Dans les 5 ans prochains les détecteurs d'ondes gravitationnelles de déuxième génération (Advanced Virgo, Advanced LIGO, KAGRA, GEO-HF) effectueront avec toute probabilité la première détection directe des ondes gravitationnelles et donneront naissance au domaine de  l'astronomie gravitationnelle. Pendant la construction de ces instruments, la communauté scientifique a déjà commencé à préparer la prochaine (3ème) génération de détecteurs terrestres, comme le projet Européen Einstein Telescope, avec une augmentation visée de la sensibilité d'un ordre de grandeur. L'intérêt scientifique des détecteurs de 3ème génération, les technologies impliquées et les plans pour les mettre en place seront détaillés dans ce cours.

Bibliographie
    • Scientific Objectives of the Einstein Telescope, B.Sathyprakash et al. , arXiv:1206.0331
    • Scientific potential of Einstein Telescope, B.Sathyprakash et al., arXiv: 1108.1423
    • Einstein gravitational wave telescope conceptual design study, M.Abernathy et al. https://tds.ego-gw.it/itf/tds/index.php?callContent=2&callCode=8709
    • Optical coatings and thermal noise in precision measurements,  Ed. G.Harry et al., Cambridge University Press
    • Instrument Science White Paper, LIGO Scientific Collaboration, https://dcc.ligo.org/public/0091/T1200199/002/wp2012.pdf

 

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