Cours magistral du PCCP : “La physique du détecteur d’ondes gravitationnelles KAGRA” – 8 janvier 2019

par Eleonora CAPOCASA (National Astronomical Observatory of Japan)

Trois détecteurs à ondes gravitationnelles de 2ème génération (les deux LIGO et Virgo) sont sur le point d’être remis en service, dans une version améliorée, pour une nouvelle période de prise de données. On s’attend à ce que la sensibilité accrue du réseau se traduise par un taux plus élevé de détections avec des signaux plus forts afin d’entrer dans une phase mature de l’astronomie des ondes gravitationnelles.

Entre-temps, un quatrième détecteur, KAGRA, est en cours d’achèvement au Japon et devrait rejoindre le réseau d’ici fin 2019. KAGRA est un détecteur GW de 2,5 générations, plus avancé par rapport aux autres, car il intègre de nouvelles technologies qui n’ont jamais été appliquées aux détecteurs à grande échelle.

Tout d’abord, il s’agit d’un détecteur souterrain, construit à l’intérieur de la mine Kamioka. Cette caractéristique permet de réduire l’excitation sismique, qui induit un mouvement des masses d’essai en suspension, perturbant le fonctionnement du détecteur et limitant sa sensibilité à basse fréquence. Le bruit newtonien, dû aux changements dans le champ de gravité terrestre, bénéficiera également de cette configuration.

Une autre amélioration cruciale est représentée par le fonctionnement cryogénique. Les masses d’essai sont refroidies à 20 K afin de réduire l’excitation thermique de leurs atomes, qui est actuellement le bruit limite dans la région des moyennes fréquences.

Enfin, la mise en œuvre de techniques de compression pour atténuer le bruit quantique dans l’ensemble de la bande passante est en préparation.

Le but de cette conférence est d’abord de présenter les retombées scientifiques attendues, en terme de cosmologie et d’astrophysique, grâce à la présence de ce détecteur supplémentaire, puis de passer en revue et de discuter des nouvelles technologies appliquées dans KAGRA, car elles jouent un rôle pionnier par rapport à la future 3ème génération des détecteurs.

Programme & inscription : https://indico.in2p3.fr/event/18089/