Zwei identische L-förmige Detektoren in den USA messen winzigste Längenänderungen, die durch Gravitationswellen verursacht werden. Die Anlagen in Hanford, Washington, und Livingston, Louisiana, sind 3.002 Kilometer voneinander entfernt. Diese Distanz ist entscheidend für den Nachweis kosmischer Ereignisse.
Technische Spezifikationen der LIGO-Detektoren
Jede der beiden Anlagen besteht aus zwei 4 Kilometer langen Vakuumröhren, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Ein Laserstrahl wird an der Ecke des L geteilt, durchläuft beide Arme, wird an Spiegeln reflektiert und wieder zusammengeführt. Bei gleichbleibenden Abständen löschen sich die Lichtwellen aus. Eine Gravitationswelle verändert die Armlängen minimal unterschiedlich, was zu einem messbaren Signal führt.
Die Empfindlichkeit der Detektoren liegt bei einem Zehntausendstel des Durchmessers eines Protons. Diese extreme Präzision erfordert aufwendige Technik: spezielle Spiegel, leistungsstarke Laser und effektive Schwingungsisolierung. Selbst Erschütterungen durch entfernte Meereswellen oder vorbeifahrende Lastwagen werden registriert.
Funktionsweise des Doppeldetektor-Systems
Die große Entfernung zwischen den Standorten ermöglicht die Unterscheidung zwischen lokalen Störungen und echten Gravitationswellen. Eine kosmische Welle erreicht beide Detektoren mit maximal 10 Millisekunden Zeitversatz, während lokale Ereignisse nur an einem Standort auftreten. Erst dieser Vergleich macht zuverlässige Messungen möglich.
Die erste Version von LIGO (Initial LIGO) nahm 2002 den Betrieb auf, konnte aber bis 2010 keine Gravitationswellen nachweisen. Nach umfangreichen Modernisierungen gelang 2015 mit Advanced LIGO der erste Nachweis der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher. Die technischen Verbesserungen umfassten stabilere Spiegel, stärkere Laser und verbesserte Schwingungsdämpfung.
- Quelle: National Science Foundation
- Quelle: Caltech LIGO Laboratory
- Quelle: MIT School of Science