Perspektywy detekcji fal grawitacyjnych Andrzej Królak IMPAN 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Źródła fal grawitacyjnych metryka gμν = ημν + hμν r. Einsteina Gμν = 8πG/c4 Tμν Moment kwadrupolowy ~m x2 Wzór kwadrupolowy G/c4 = 8,3 · 10-50 [s2/(kg m)] Silnymi źródłami promieniowania grawitacyjnego mogą jedynie być obiekty astrofizyczne, w szczególności takie gdzie duże masy, skupione w małym obszarze poruszaja się z predkościami porównywalnymi z prędkością światła. Takie obiekty nazywamy relatywistycznymi. Typowymi przykładami są czarne dziury i gwiazdy neutronowe. 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Główne źródła astrofizyczne FG Supernowe i zapadanie grawitacyjne Pulsary i inne rotujące gwiazdy neutronowe 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Główne źródła astrofizyczne FG cdn. Układy podwójne gwiazd Charakterystyczny czas ewolucji układu Sygnały stochastyczne Ograniczenie nukleosyntezy Silniejsze ograniczenia: kosmiczne promieniowanie tła, chronometraż pulsarów milisekundowych 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Źródła fal grawitacyjnych dla detektorów na Ziemi 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Porównanie przybliżeń post-newtonowskich z obliczeniami numerycznymi 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ Pośrednie potwierdzenie istnienia fal grawitacyjnych (układy podwójne !) M = 0.30 Ms fgw = 3.8 10-4 s τgw = 2.0 108 yr Paczyński 1967 PSR1913+16 M = 1.2 Ms fgw = 7.1 10-5 s τgw = 1.6 109 yr Hulse i Taylor 1974 M = 7.8 108 Ms fgw = 5.2 10-9 s τgw = 3.7 105 yr Valtonen, Zola 2007 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Detektory fal grawitacyjnych Detektory rezonansowe Interferometry laserowe 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ Czułość walców 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Czułość interferometrów LIGO i VIRGO Szum sejsmiczny Szum termiczny Szum fotonowy 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Górne ograniczenia na amplitudy fal grawitacyjnych Nietrywialne ograniczenie na amplitudę FG z pulsara Craba 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Astronomia fal grawitacyjnych W tej odległości ok. 1 źródło na dzień 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Detektor LISA (współpraca ESA i NASA) Misja: LISA Pathfinder Swobodny lot (drag-free). Fale grawitacyjne wykrywane poprzez modulację odległości pomiędzy satelitami przy pomocy metod interferometrycznych z dokładnością do pikometra. Orbita wokółsłoneczna. 5 lat trwania misji. 3 satelity w odległości 5 x106 km od siebie. 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Źródła fal grawitacyjnych dla detektora LISA 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Źródło dla LISA: układy podwójne białych karłów Jedyne gwarantowane źródło fal grawitacyjnych 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Detekcja sygnałów: przypadek gaussowski Szum addytywny: x(t) = n(t) + h(t) Filtr dopasowany (lemat Neymana-Pearsona ) Sygnał-szum 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Poszukiwanie sygnału FG z rotującej gwiazdy neutronowej To nie jest fala g.! 5x109 transformat Fouriera ciągów o długości 2^18. 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ

Seminarium Kosmologiczne - IPJ Zespół POLGRAW-VIRGO Grupa astronomów, fizyków i matematyków z kilku instytucji w kraju zajmująca się analizą danych z detektorów VIRGO oraz LIGO. Zajmujemy się metodami analizy danych i źródłami fal grawitacyjnych. Poszukujemy fal grawitacyjnych z rotujących gwiazd neutronowych. Zamierzamy poszukiwać tych fal ze zlewających się układów podwójnych oraz poszukiwać koincydencji z błyskami gamma (współpraca z Pi of the Sky). Dalsze plany to poszukiwanie sygnałów stochastycznych fal grawitacyjnych generowanych we wczesnych etapach ewolucji Wszechświata. 2019-04-23 Seminarium Kosmologiczne - IPJ