La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Linea di ricerca sulle Onde Gravitazionali Stato e Prospettive S.Braccini – INFN Pisa.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Linea di ricerca sulle Onde Gravitazionali Stato e Prospettive S.Braccini – INFN Pisa."— Transcript della presentazione:

1 Linea di ricerca sulle Onde Gravitazionali Stato e Prospettive S.Braccini – INFN Pisa

2  L    m h   Mpc) L    m L-  L L+  L t = 0 t =  /4t =  t = 3  /4 t = T

3 1) VIRGO ed i Rivelatori Interferometrici Terrestri 2) LISA e l’interforemetria spaziale 3) I Rivelatori Risonanti

4 VIRGO FRANCE - CNRS ESPCI – Paris IPN – Lyon LAL – Orsay LAPP – Annecy OCA - Nice ITALY - INFN Firenze-Urbino Frascati Napoli Perugia Pisa Roma

5  L    m h   Mpc) L    m L-  L L+  L t = 0 t =  /4t =  t = 3  /4 t = T

6 Ground-based Interferometers Basse Dissipazioni Isolamento Sismico Recycling Fabry-Perot Vuoto Spinto photodiode

7 Interferometri nel mondo TAMA 600 m 300 m 4 & 2 km 4 km AIGO 3 km

8 LIGO Commissioning May 01 Aug 04 More than 3 years…

9 C1 North Arm (2/04) C2 NA Aut. Alig.-WA Loc. Alig. C3 NA Aut. Alig.- Laser Stab. NA C3 NA-WA Recomb. (4/04) C4 Recomb. No AA (6/04) C5 Recycl. No AA (12/04) Virgo Scientific Run: 2005

10 Network sensitivity Seismic wall Higher finesse Fused silica susp. Gli interferometri nel 2006

11 Seismic Thermal Shot High power laser Better optics QND techniques New materials Cryogenic interferometers VIRGO Upgradings

12 Advanced VIRGO ( ) Sospensioni Monolitiche Laser da 20 W a 100 W Control Noise Reduction Temperatura Ambiente

13 Advanced LIGO (2009+) Initial LIGO Advanced Interferometers Open up wider band ~ 15 in h ~3000 in rate Higher power laser (10 W  180 W) New seismic isolation system (active) Fused silica suspension wires 40 kg sapphire mirrors Signal recycling

14 VIRGO/LIGO range Advanced LIGO range NS/NS rivelabile a 300 Mpc

15 VIRGO in CSNII INFN MANPOWER Fi-Urb.7.6 (10) LNF 0.9 (2) Napoli 10.8 (16) Perugia 6.0 (9) Pisa 19.7 (26) Roma1 8.3 (10) : 53.3 (73) VIRGOR&DCalcoloTotaleInviluppo 1999=74= 2000=299= = = Nel 2005 assegnati fino ad ora 664 su 1114 richiesti Per i prossimi 3 anni si prevede un profilo finanziario stabile ( kЄ/yr) 2004: 58.9 (86) 2003: 62.6 (91)

16 LISA Interferometro con braccia di 5 Milioni di km (2013) ITALY - INFN Firenze-Urbino Napoli Perugia Roma 2 Trento

17 1) Spostamenti “grandi” rispetto ai pm da rivelare a terra

18 Advanced resonant 2) Complementare agli Esperimenti Terrestri

19 Galactic Binaries: SNR up to 500 in 1 year Massive black hole binaries from merging galaxies cores SNR up to 2000 in one year at z  1 – 3 Angular resolution few’-few ° 3) Potenzialità di Rivelazione

20 LISA PATH FINDER (Lancio 2008)

21 CAPACITIVE POSITION SENSOR

22

23 LISA Torsion pendulum LISA PF

24 LISA in CSNII 2005 MANPOWER Fi-Urb. 3.9 (6) Napoli 1.6 (3) Perugia 2.5 (5) Roma2 4.4 (9) Trento8 (12) : 19.4 (35) INFN impegnato per LISA-PF: Sigla LISA ? Crescita della collaborazione italiana a fianco del gruppo di Trento (Fi-Urbino, Pg, RM2, LNGS, Na) Accordo ASI-INFN: kЄ distribuito su 3 anni Advanced Facility Optical Sensors INSIDE LNGS !!! 2004: 19.8 (42) 2003: 18.3 (40)

25 Rivelatori Risonanti M di alcune tons L di alcuni metri

26 Bar Network

27 Estremamente competitivi per la ricerca di short burst detectorsensitivity bandwidth hchc Sphere 2m Hz -1/2 40 Hz LIGO design sens Hz -1/ Hz Sensitivity to short (1 ms) bursts

28 detectorsensitivity bandwidth hchc Sphere 2m Hz -1/2 40 Hz LIGO design sens Hz -1/ Hz Sensitivity to short (1 ms) bursts Costi ridotti ed apparati più gestibili

29 AURIGA new mechanical suspensions attenuation > 360 dB at 1 kHz new capacitive transducer two-modes (1 mechanical + 1 electrical) new amplifier double stage SQUID new data analysis: C++ object oriented code 2 nd 4K INFN Ferrara Firenze-Urbino LNL Padova Trento

30 AURIGA 5 x Hz

31 Stationary Gaussian behaviour Residual spurious lines activity due to environmental noise in working hours h min ≈ 3 x10 -19

32 NOW BEFORE

33

34 INFN Genova LNF Roma 1 Roma 2 L’Aquila NAUTILUS (LNF) EXPLORER (CERN)

35 EXPLORER NAUTILUS 4.9 · · Duty Cycle 2004 = 75% = 85% Duty Cycle 2004 = 90% = 93%

36 EXPLORERNAUTILUS Stationary Gaussian behaviour 12 hours of data (Sept 4 th, 2004)

37 Liquid Helium Refillings June 2004 T noise (K) 3 mK 80% of time the sensitivity to short gw bursts better than h=2.1 *

38 Scenario 2006 per i 3 rivelatori Hz

39 Upper limit in strain compared to earlier (cryogenic bar) results: IGEC 2001 combined bar upper limit: < 2 events per day having h=1x per Hz of burst bandwidth. For a 1kHz bandwidth, limit is < 2 events/day at h=1x Astone et al. (2002), report a 2.2  excess of one event per day at strain level of h ~ 2x LIGO S1 Excluded 90% confidence h IGEC 1 IGEC 2001  Fino ad oggi il limite più stringente sui burst rates IGEC 2 IGEC 2  Primi risultati nel 2005

40 3 x BARRE 3 x INTERFEROMETRI Stato attuale rivelatori INFN

41 Dopo IGEC2 è quindi necessario guardare in avanti DUAL SFERE

42 Sensitive in a kHz-wide freq band !!! Gw signals add Back action noises subtract Differential deformation between the lowest quadrupolar modes 2 Nested Resonant Masses DUAL

43 DUAL: A wideband high frequency detector Mo Dual 16.4 tonheight 2.3 m Ø 0.94 m SiC Dual 62.2 ton height 3 m Ø 2.9 m

44 3) Detector design Seismic noise control External passive + Embedded active 2) Test mass material High cross section Al 5056 Mo, SiC, Sapph. (50 x) Displacement sensitivity 5x m 5x (100x) and wide sensing area Mechanical amplification Resonant Not resonant 15 x 100 Hz BW 10 x 4 kHz BW Current AURIGA DUAL specifications 1) Readout system DUAL R&D PLAN kЄ/yr per 3 anni

45 1) Sezioni d’urto grandi 2) Rivelatori Omni-Direzionali 3) Misurano tutti i parametri dell’onda RIVELATORI A SFERA Studio della geometria più efficiente in termine di sensibilità e costi (ROG-Leiden) Indicativamente kЄ su 3-4 anni

46 Si può iniziare in un futuro prossimo.…

47 Design sensitivity large interferometers LIGO S3 GEO NAUTILUS EXPLORER AURIGA MiniGRAIL run 6 (2004) MiniGRAIL run 7 (2005) MiniGRAIL sensitivity (ROG-Leiden)

48 Expected sensitivity of a 2 m diameter spherical detector

49 RAP-RD: Rivelazione Termo-Acustica di Particelle presso la DA  NE Beam Test Facility (BTF) RAP Collaboration: S. Bertolucci, E. Coccia, S. D'Antonio, A. de Waard, G. Delle Monache, D. Di Gioacchino, V. Fafone, G. Frossati, C. Ligi, A. Marini, G. Mazzitelli, I. Modena, G. Modestino, G. Pizzella, L.Quintieri, F. Ronga, P. Tripodi, P. Valente

50 Motivazione Rate di raggi cosmici di alta energia rivelati da NAUTILUS in regime superconduttore (T≤1K) superiore a quello rivelato in regime di non superconduttivita’ Scopo della Misura Misurare l’ampiezza oscillazione di una piccola barra sospesa investita dagli elettroni prodotti dalla BTF…… Al5056

51 Misure sul fascio nell’ intervallo di Temperatura 4

52 Pianificazione futura 2005 – Refrigeratore a diluizione e prime misure T< 1 K (pronta una barra di Niobio per lavorare a T~4K) 2006 – Completamento misure ed analisi dei dati Impatto su DUAL & Sfere !!

53 BARS in CSNII AURIGA MANPOWER Ferrara1.8 (2) Fi-Urb1.3 (3) LNL 0.8 (1) Padova 3.2 (6) Trento6 (9) : 13.1 su 20 ROG MANPOWER Genova3.7 (8) LNF5.8 (9) Roma1 4 (8) Roma2 6 (7) L’Aquila3.5 (9) : 20.1 su : 22.6 su : 22.6 su 33 Profilo stabile ( kЄ/yr) Profilo stabile ( kЄ/yr) 2004: 12.7 su : 14.3 su 26

54 Conclusions Scientific Run nel (sforzo sul sito) Finanziamenti R&D mirati per l’Advanced Definire la strategia per passare da LISA-PF a LISA Dopo IGEC 2……. Sfera e Dual Quadro Finanziario Stabile 2.1 – 2.3 MЄ / yr (11-13% del bilancio CSNII)


Scaricare ppt "Linea di ricerca sulle Onde Gravitazionali Stato e Prospettive S.Braccini – INFN Pisa."

Presentazioni simili


Annunci Google