Détection d’ondes gravitationelles par VIRGO


Le 14 août 2017 à 10h30 UTC, le détecteur d’ondes gravitationnelles franco-italien Virgo (http://www.virgo-gw.eu/ ), conjointement avec les deux détecteurs américains LIGO (https://www.ligo.caltech.edu/ ), a détecté le passage d’ondes gravitationnelles émises lors de la coalescence de deux trous noirs. Il s’agit de la première détection simultanée de ces trois détecteurs. Il s’agissait du rayonnement gravitationnel émis il y a 1,8 milliards d’années par la coalescence de deux trous noirs de 25 et 31 masses solaires. L’équivalent de trois masses solaires, à peu près 5x1047J, a été convertie en rayonnement gravitationnel durant les 80 ms qu’aura duré cet événement. Une triple détection permet par triangulation de connaître la provenance des ondes et permet également d’étudier leur état de polarisation. Les mesures de polarisation confirment aujourd’hui fortement la validité de la théorie relativiste de la gravitation d’Einstein (relativité générale).
L’ESPCI est doublement associée à cet événement. Alain Brillet, un des pères de Virgo et médaille d’or 2017 du CNRS (http://www2.cnrs.fr/presse/communique/5215.htm ), est un ancien élève de l’école (promotion 85 http://www.espci.org/fr/anciens/eleves/85/), et le LPEM participe depuis vingt-cinq ans directement à l’expérience Virgo. En 1992 le laboratoire d’optique physique de l’ESPCI a rejoint le projet Virgo pour développer les instruments de métrologie optiques nécessaires à la fabrication des composants optiques de ces grands détecteurs interférométriques. Ces instruments ont été utilisés au laboratoire des matériaux avancés (IN2P3, université Claude-Bernard Lyon I) qui a pu réaliser les optiques de Virgo et LIGO. Les chercheurs du LPEM qui participent à Virgo se sont alors associés avec le groupe Virgo du laboratoire de l’accélérateur linéaire d’Orsay (IN2P3, université Paris sud) afin développer une plateforme de R&D pour les futures générations de Virgo. En effet dans les prochaines années Virgo et LIGO vont subir d’importantes modifications : augmentation d’un ordre de grandeur de la puissance des lasers et de deux l’énergie accumulée dans les bras de ces interféromètres, utilisation d’états non-classiques de la lumière, ajout de composants optiques supplémentaires etc. Ces modifications vont entrainer une complexité accrue de la phase de mise en route et du maintien en fonctionnement de ces interféromètres et il est indispensable de tester leur effet et proposer des solutions.

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