MiniGRAIL: Нидерландыдағы гравитациялық толқындарды анықтауға арналған, алғашқы сфералық резонанстық масса антеннасы. Камерлинг-Оннес зертханасының жобасы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
MiniGRAIL – бұл резонанстық массалық антеннаның бір түрі, ол гравитациялық толқындарды анықтауға қолданылатын массивті шар. MiniGRAIL – шар пішіндес конструкциядағы алғашқы детектор. Ол Нидерландыдағы Лейден университетінде орналасқан. Жобаны Камерлинг Оннес зертханасы басқарды. Швейцарияның Женева университетінің теориялық физика кафедрасының командасы да жобаға белсенді қатысты. Жоба 2005 жылы аяқталды. Гравитациялық толқындар – массасы бар және үдестіруге ұшыраған объекттерден шығатын сәулелену түрі. Гравитациялық толқындардың ең күшті көздері нейтрон жұлдыздары және қара тесіктер сияқты тығыз объектілер деп саналады. Бұл детектор айналмалы жеке және екілік нейтрон жұлдыздарындағы белгілі бір тұрақсыздықтарды, сондай-ақ кішкентай қара тесіктердің немесе нейтрон жұлдыздарының қосылуын анықтауға қабілетті болуы мүмкін.
MiniGRAIL was a type of Resonant Mass Antenna, which is a massive sphere that used to detect gravitational waves. The MiniGRAIL was the first such detector to use a spherical design. It is located at Leiden University in the Netherlands. The project was managed by the Kamerlingh Onnes Laboratory. A team from the Department of Theoretical Physics of the University of Geneva, Switzerland, was also heavily involved. The project was terminated in 2005. Gravitational waves are a type of radiation that is emitted by objects that have mass and are undergoing acceleration. The strongest sources of gravitational waves are suspected to be compact objects such as neutron stars and black holes. This detector may be able to detect certain types of instabilities in rotating single and binary neutron stars, and the merger of small black holes or neutron stars.
Дизайн
Сфералық конструкция кез келген бағыттан келетін гравитациялық толқындарды анықтау мүмкіндігін береді және поляризацияға сезімтал. 3000 Гц жиілігіндегі гравитациялық толқындар MiniGRAIL шар арқылы өтетін болса, ол 10−20 м шамасындағы орын ауыстырумен дірілдейді. Салыстыру үшін, жалғыз протонның (сутек атомының ядросының) көлденең қимасы 10−15 м (1 фм) құрайды. Сезімталдықты арттыру үшін детектор 20 мК температурада жұмыс істеуге жоспарланған. Шар, дірілді басу үшін серіппелер мен массалар бекітілген тот баспайтын болат кабельдерге ілінген. Салқындату сұйыту тоңазытқышы арқылы жүзеге асырылады. 5 К температурадағы сынақтар детектордың 2942,9 Гц жиілігіндегі ең жоғары деформацияға сезімталдығын көрсетті. 30 Гц ені бар жиілік диапазонында деформацияға сезімталдық болды. Бұл сезімталдық құрал 50 мК температурада жұмыс істегенде бір ретке жақсаруы күтілуде.
A spherical design has the benefit of being able to detect gravitational waves arriving from any direction, and it is sensitive to polarization. When gravitation waves with frequencies around 3,000 Hz pass through the MiniGRAIL ball, it will vibrate with displacements on the order of 10−20 m. For comparison, the cross section of a single proton (the nucleus of a hydrogen atom), is 10−15 m (1 fm). To improve sensitivity, the detector was intended to operate at a temperature of 20 mK. The sphere is suspended from stainless steel cables to which springs and masses are attached to dampen vibrations. Cooling is accomplished using a dilution refrigerator. Tests at temperatures of 5 K showed that the detector had a peak strain sensitivity of at a frequency of 2942.9 Hz. Over a bandwidth of 30 Hz, the strain sensitivity was more than This sensitivity is expected to improve by an order of magnitude when the instrument is operating at 50 mK.