Qu'est-ce que laser interferometer gravitational-wave observatory ?

Le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) est un détecteur d'ondes gravitationnelles situé aux États-Unis. Il a été conçu pour détecter d'infimes perturbations de l'espace-temps, appelées ondes gravitationnelles, qui sont générées par des événements cosmiques massifs tels que la fusion de deux trous noirs ou d'étoiles à neutrons.

LIGO est composé de deux installations identiques, l'une à Hanford dans l'État de Washington et l'autre à Livingston en Louisiane. Chaque installation comprend deux bras de 4 kilomètres de long disposés en forme de L. À l'intérieur de ces bras, un faisceau laser est divisé en deux et circule dans des tunnels sous vide. Les lasers sont utilisés pour mesurer avec une extrême précision la longueur des bras, et tout changement dans l'équilibre des bras est interprété comme une déformation de l'espace-temps causée par une onde gravitationnelle.

L'utilisation d'un interféromètre laser permet d'amplifier les signaux d'ondes gravitationnelles, car lorsqu'une onde traverse les bras, elle modifie légèrement la longueur du parcours optique des faisceaux laser, créant ainsi des interférences. Les interférences sont ensuite détectées par des photodétecteurs et converties en signaux électriques, qui peuvent être analysés pour identifier et caractériser les ondes gravitationnelles.

Le fonctionnement de LIGO est extrêmement sensible et nécessite d'importantes mesures pour réduire les bruits et les vibrations. Des systèmes de suspension sophistiqués sont utilisés pour isoler les miroirs et autres composants des perturbations sismiques. De plus, les chercheurs travaillent constamment à l'amélioration des techniques de détection et à la réduction des sources de bruit, afin de maximiser la sensibilité de LIGO.

LIGO a été mis en service en 2002, mais sa première détection directe d'ondes gravitationnelles s'est produite en 2015, provoquant une véritable révolution dans le domaine de l'astronomie. Depuis lors, plusieurs autres détections ont été réalisées, fournissant des informations précieuses sur des phénomènes astrophysiques tels que les fusions de trous noirs et d'étoiles à neutrons.

L'observatoire LIGO est géré par le LIGO Laboratory, une société de recherche conjointe de l'Institut de technologie de Californie (Caltech) et de l'Institut de technologie du Massachusetts (MIT). Il collabore également avec d'autres observatoires à travers le monde, tels que Virgo en Italie et GEO600 en Allemagne, pour effectuer des observations coordonnées et confirmer les détections d'ondes gravitationnelles.

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