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Qu'est-ce que LIGO et GEO600 ?

Dossier - Einstein@home: partez à la recherche d'ondes gravitationnelles !
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Albert Einstein a prédit l'existence des ondes gravitationnelles dans sa théorie de la relativité générale, mais ce n'est qu'actuellement, au 21ème siècle, que la technologie a suffisamment évolué pour que les scientifiques puissent les détecter et les étudier. Un dossier spécial année de la physique sur un projet de calcul partagé.

  
DossiersEinstein@home: partez à la recherche d'ondes gravitationnelles !
 

Ce sont en réalité les 3 observatoires (interféromètres gravitationnels) qui captent les ondes gravitationnelles pour le projet Einstein@home. GEO 600 est un observatoire (interféromètre laser du type Michelson) d'ondes gravitationnelles situé à Hanovre (Allemagne) et construit grâce à une coopération entre des scientifiques allemands et britanniques.

L'expérience LIGO est quant à elle composée de deux de ces interféromètres, l'un situé à Livingston, en Louisiane, et l'autre à Hanford, état de Washington.

LIGO : Livingston (à gauche) et Hanford (à droite).

Ces trois interféromètres perçoivent des fluctuations dans la structure de l'espace-temps connues sous le nom d'ondes gravitationnelles. Ces ondes sont ressenties par 2 rayons lasers perpendiculaires situés dans chaque centre, constructions très récentes qui ont été spécialement réalisées afin de détecter directement les ondes gravitationnelles, fabuleux défi auquel prend part le projet Einstein@home.

GEO600 : Hanovre

Lorsqu'une onde gravitationnelle intercepte les rayons, elle modifie de façon infime leurs trajectoires. Les scientifiques rattachés aux expériences LIGO et GEO 600 traquent les ondes gravitationnelles en analysant les modifications des trajectoires des rayons laser, dont l'effet observable est une variation de la figure d'interférence de deux rayons laser orthogonaux. Plus le trajet d'un rayon laser est long, plus la mesure de la variation de sa trajectoire est précise, cette variation étant plus importante en valeur absolue.

Ajustement des miroirs dans l'observatoire LIGO de Hanford

Les rayons effectuent des allers-retours entre des espaces de 600 mètres pour GEO 600 et de 4km pour les 2 interféromètres LIGO, ce qui les rend très sensibles, condition nécessaire à l'observation de très faibles modifications de l'espace-temps. En effet, l'expérience LIGO devrait être capable de mesurer des modifications dans les trajectoires des rayons laser de l'ordre du cent millionième du diamètre de l'atome d'hydrogène.