Esperimento AURIGA: STATUS Strain sensitivity 2 10-21<Shh<10-20 Hz-1/2 over 100 Hz band (FWHM ~ 26 Hz) Burst Sensitivity hrss ~ 10-20 Hz-1/2 Duty-cycle ~ 96 % ~ 20 outliers/day at SNR>6 AURIGA e NAUTILUS saranno gli unici rivelatori in funzione fino al 2014 (Virgo offline upgrade iniziato ottobre 2011) NAUTILUS AURIGA Strain Sensitivity (Hz-1/2) Frequency (Hz)

AURIGA in continous data taking AURIGA ready to observe/limit upon multimessenger triggers gaussian, reliable and stable over years AURIGA conferma le performances di IGEC 2006-2008 10-3 Teff 0,3 mK Events Distribution vs SNR 1% events out of gaussian statistics with SNR>4.5 Teff vs time good stability over many years Teff (k) Duty-cyle ~ 96%

29-30 Marzo 2013 E’ stata fatta una manutenzione straordinaria alle membrane degli isolatori pneumatici dopo 8 anni di servizio. OTTTIMO RISULTATO...

AUNA: “astrowatch” di AURIGA e NAUTILUS su triggers Attività scientifica AURIGA AURIGA e’ stata in grado di dare limiti superiori significativi [PhysRevLetters 95 (2005) 081103] sull’emissione di onde gravitazionali in associazione con il giant flare SGR 1806-20 del 27 Dec 2004 era distante 8 kpc, se il prossimo e’ piu’ nella scala delle distanze attese, circa 1 kpc, AURIGA puo’ rivelare/limitare significativamente Scambio e analisi di un giorno di dati come esercizio di ricerca su trigger conoscenza della direzione di arrivo → basse probabilità di falso allarme anche con soglie di ricerca basse conoscenza tempo di arrivo → stima robusta dei falsi allarmi con il metodo ON source/OFF source. stiamo completando una calibrazione reciproca in comune analisi coerente, la stessa che si usa per gli interferometri AUNA: “astrowatch” di AURIGA e NAUTILUS su triggers 4

AURIGA & NAUTILUS continously on the air ~ 90% (combined) with noise close to Gaussian (~ 20 outliers/day at SNR>6) until LIGO/Virgo resume operation AURIGA NAUTILUS burst sensitivity hrss ~ 10-20 Hz-1/2 or hburst ~ 2x10-19 AUNA: “astrowatch” of AURIGA & NAUTILUS under triggers from SN neutrinos, giant X-rays flares, etc CLIO, GEO-HF welcome to join XXXXXXX

exercise in recovering injected gw signals of 8•10-5 Msolar total energy with coherent wavebursts analysis (G.Vedovato for AUNA) Sn explosions according to the acoustic model; chirps of random polarization randomly injected in the Galaxy accordingly to the star density; injections over 1day of AUNA data Distribution in the Galactic plane of the injections (colour) and of the recovered signals (black) detection efficiency vs distance

AURIGA ha dato risultati di fisica fondamentale sistema vicino al limite quantico ma lontano dall’equilibrio termodinamico cold damping integrated by a long time in AURIGA for stabilization purposes feedback freezes the motion of the normal modes to a much lower Tequiv 100 K A.Vinante et al., Phys. Rev. Lett. 101, 033601 (2008) also comment in: Viewpoint in Physics 1, 3 (2008) selected by APS News as one of “the top ten Physics News stories 2008” e poi..... M.Bonaldi et al., PRL 103 (2009) 010601 “Non equilibrium steady state fluctuations in actively cooled resonators” AURIGA: il piu’ freddo e il piu’ massiccio

Altro aspetto interessante e articolo di ampia risonanza (Comunicato Stampa INFN):

Results Sub-millikelvin cooling of the normal modes of the ton-scale gravitational wave detector AURIGA 1. Bound for possible Planck-scale modifications on the ground-state energy of an oscillator 2. Upper limit on the length scale at which quantum fluctuations of the space-time geometry should come into play. Various effective models incorporate quantum gravitational effects that are, in principle, experimentally testable (modifications of QM...) A macroscopic mechanical oscillator really behaves as quantum oscillator (recent experimental verification in cooled micro-oscillators) The link between these models and an underlying fundamental theory of quantum gravity is unclear The description of macroscopic objects in the framework of quantum gravity models is still lacking

Recent Proposals & motivation 1010 Recent Proposals & motivation 1. Measuring quantum gravitational modifications of the canonical commutator for the variables associated to the centre of mass of a macroscopic object Pikovski I, Vanner M R, Aspelmeyer M, Kim M S and Brukner C Nature Phys. 8, 393 (2012) 2. Study of the motion of a massive body, as a probe to test the Wheeler’s concept of quantum foam Bekenstein J Phys. Rev. D 86, 0124040 (2012) 3. Extra displacement noise in interferometers Amelino-Camelia G. Nature 398 216 (1999); Hogan C.J. Phys. Rev. D 77, 104031 (2008) … Experimental requirements Mechanical oscillators operating close to its quantum ground state Planck-scale accuracy in controlling and measuring the centre-of-mass motion of a mechanical oscillator AURIGA Cryogenic Weber bars Sub-millikelvin cooling of a ton-scale oscillator (fundamental mode close to the quantum ground state Extremely ‘localized’ (very low position fluctuations of their centre-of-mass) High sensitivity to displacement fluctuations Full control of technical noise sources 10

Attività scientifica AURIGA Fino a quando non ripartiranno in presa dati i rivelatori interferometrici Advanced nessun altro strumento sarà in osservazione se non in modo sporadico! GEO HF: 60% in Science mode, per il resto è una fondamentale Test Facility per gli studi di R&D, l’analisi verrà fatta solo su trigger esterni, come per noi, ma… CNSII ha valutato economicamente “sensato” mantenere in funzione 2 delle 3 “antenne” INFN per evitare di essere tutti spenti se “esplode” qualcosa di vicino in questi 2-3 anni di attesa. Decisione tutta Italiana “applaudita” dal GWIC, che non fa pressioni alle agenzie nazionali ma indica e raccomanda le possibili scelte! AURIGA/AUNA è essenziale per un “Astrowatch” su trigger di neutrini da supernova, short hard gamma ray-bursts, giant flares di magnetars limitato alla Galassia - Triggers di neutrini da Supernova: SNEWS (Skamioka, SNO,Ice-CUBE, etc) ad una distanza di qualche kpc in grado li limitare o rivelare l’emissione onde gravitazionali secondo modelli correnti di esposione di Sn (Ott CQG 2009) IAU trigger (GCN combined Gamma, X, radio) per giant/intermediated flares emessi da magnetars galattiche (attesi alcuni eventi/10 anni)

Piano Ligo presentato a GWADW Elba 2013 Global Timeline  October 2010: Hand-off of Observatories to Advanced LIGO for installation  February 2012: Both Observatories have decommissioned initial LIGO detectors, started in-vacuum Installation and subsystem Integration  April 2012: Recommendation to the NSF to place one interferometer in India  Aug 2014: LLO ‘L1’ Interferometer accepted (internal plan date)  Sep 2014 LHO ‘H1’ interferometer accepted (internal plan date)  LHO ‘H2’ detector was on schedule to be accepted in March 2014, but instead will go to India pending NSF Approval  Mar 2015: Data Analysis computer system completed, planned Project end

AURIGA Attività 2014 NOTA: Nella Road Map del Gravitational Wave International Committee si chiede che AURIGA e NAUTILUS rimangano in funzione fino alla ripresa delle osservazioni da parte del network LIGO/VIRGO Advanced (2014) Obbietivi 2013 simili a quelli del 2012-2011: continuare l’osservazione congiunta AUNA su trigger em & nu(SN silenti) Presa dati continuativa per attività “astrowatch” - - Sensibilita ~ 0.3 mK (hrss~10-20 Hz-1/2 ovvero collassi nella Galassia), - Sincronizzazione dei dati con il tempo UTC 1 μsec - Duty cycle ~95 % (Costruzione dell’edificio di Spes PERMETTENDO, 60%) Analisi in presenza di un trigger astrofisico di origine galattica (Esempio Giant Flare SGR1806-20) - Trigger da rivelatori di neutrini (SNEWS, SKamioka, SNO, IceCUBE…) - Trigger da rivelatori di GRB (Integral, FERMI, Swift… )

ANAGRAFICA AURIGA 2013 0% 0% 0% 20% 20% FTE = 1.7

Richieste e dettaglio AURIGA(Pd-LNL) 2014 capitolo descrizione parziali richieste Missioni Meeting di collaborazione Tn-Pd 4x4x0.25 2 10.5 (9.5) Meeting di collaborazione con Roma 2x2x0.5 +LNL 1+1 Trasferte LNL 2x300x10 3 Discussione metodi analisi Astrowatch 1.5 GWIC e Geo-HF Collaborazioni forme d’onda Consumo Elio + manut. Compressione LNL 70 80(75) Magazzino (manutenzione UPS) LNL 5 Acquisti LTO + spare disk Pd 1 Riparazione-manutenzione Vuoto ed elettronica Pd Manuten. Calibrazione schede acquisizione 1(1) Inventario Lettore LTO 2(3) totale 93.5(89) Pd 16.5 k€

Back up

Attività scientifica AURIGA ovvero perché vale la pena di rimanere in funzione Left: Matter (black) and neutrino (light brown) gravitational wave signals for the general relativistic 15M⊙ explosion model. Right: Influence of the treatment of gravity (black: GR hydro, red: Newtonian hydro + effective potential, blue: purely Newtonian) on the gravitational wave energy spectrum for the first 500 ms of the post-bounce evolution of the 15M⊙ progenitor.

1 kHz

Da notare: neutrini e GW!