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Dec 12, 2023

CERN은 빔파이프를 공유하고 있음을 알고 있습니다.

2015년 중력파의 직접 검출은 새로운 가능성을 열었습니다.

2015년 중력파의 직접 검출은 우주를 향한 새로운 창을 열었고, 연구자들은 여러 소스의 데이터를 병합하여 우주를 연구할 수 있게 되었습니다. 현재 작동 중인 중력파 망원경(GWT)은 미국 2곳의 LIGO, 이탈리아의 Virgo, 일본의 KAGRA, 독일의 GEO600 등 4개입니다. 인도에 추가 사이트를 설립하기 위한 논의가 진행 중입니다. 중력파의 검출은 Fabry-Perot 공동을 사용한 Michelson 레이저 간섭계를 기반으로 하며, 이는 원자핵 크기의 10만분의 1 수준, 즉 10-19m 수준에서 공간의 팽창과 수축을 나타냅니다. 감지해야 할 변형률이 매우 낮음에도 불구하고 지진 진동, 잔류 가스 산란 등 가능한 모든 소음원을 연구하고 최소화하여 측정 1주당 평균 1개의 중력파를 측정합니다. 후자는 초고진공이 생성되는 파이프에 간섭계를 배치하여 감소됩니다. Virgo의 경우 간섭계의 수직 3km 길이 팔 두 개 내부의 진공은 10-9mbar보다 낮습니다.

현재 시설이 운영되고 업그레이드되는 동안 중력파 커뮤니티는 훨씬 더 나은 감도를 제공할 차세대 GWT에도 초점을 맞추고 있습니다. 이는 거울의 극저온 냉각이 필요할 수 있는 소음의 급격한 감소와 함께 더 긴 간섭계 암을 통해 달성될 수 있습니다. 두 가지 주요 연구는 유럽의 아인슈타인 망원경(ET)과 미국의 우주 탐험가(CE)입니다. ET 및 CE 간섭계에 대해 예상되는 진공 용기의 총 길이는 각각 120km 및 160km이며, 튜브 직경은 1~1.2m입니다. 필요한 작동 압력은 현대 가속기에 필요한 압력에 일반적입니다(즉, 수소의 경우 10-10mbar 범위, 기타 가스종의 경우 훨씬 더 낮음). 따라서 차세대 GWT는 지금까지 구축된 가장 큰 초고진공 시스템을 대표하게 됩니다.

차세대 중력파 망원경은 지금까지 만들어진 가장 큰 초고진공 시스템을 대표할 것입니다.

GWT 간섭계의 현재 진공 시스템은 비슷한 수준의 진공을 갖고 있기 때문에 이러한 압력을 생성하는 것은 어렵지 않습니다. 대신, 문제는 비용입니다. 실제로 이전 세대 솔루션을 채택한다면 진공관 시스템 비용은 CE 예상 비용의 절반에 달하며, 지하 토목 공학이 대부분을 차지하는 ET의 1/3과 멀지 않습니다. 진공 시스템의 비용을 줄이려면 이전 세대 시설과 관련된 다양한 기술적 접근 방식을 개발해야 합니다. 더 저렴한 기술을 개발하는 것도 미래 가속기의 핵심 주제이며 제조 방법, 표면 처리 및 설치 절차 측면에서 시너지 효과가 이미 가시화되었습니다.

CERN과 ET 연구의 주요 기관(네덜란드의 Nikhef 및 이탈리아의 INFN) 간의 공식 프레임워크 내에서 CERN의 TE-VSC 및 EN-MME 그룹은 진공, 재료, 제조 및 표면 처리에 대한 전문 지식을 중력과 공유하고 있습니다. 웨이브 커뮤니티. 이 활동은 2022년 9월에 시작되었으며 기술 설계 보고서와 진공 용기 파일럿 부문에 대한 전체 테스트를 통해 2025년 말에 완료될 것으로 예상됩니다. 3월 27일부터 29일까지 CERN에서 열린 "중력파 망원경을 위한 빔파이프 2023" 워크숍에서는 가속기와 중력파 기술을 포괄하는 다양한 커뮤니티와 철강 생산, 파이프 제조 및 진공 장비에 중점을 두는 회사의 전문가 85명이 모여 논의했습니다. 최신 진행 상황. 이 행사는 2019년 LIGO Livingston이 주최한 유사한 행사에 이어 연구 주제에 대한 중요한 방향을 제시했습니다.

코스 계획 일련의 입문 기고에서는 진공 요구 사항과 CE 및 ET 연구의 상태에 관한 기본 이론적 요소가 제시되었으며, 유럽과 미국에서 수행된 진공 및 재료 기술의 이니셔티브를 강조했습니다. 현재 GWT 진공 시스템에 대한 자세한 설명은 진행 중인 개발 프레젠테이션의 출발점을 제공했습니다. 효과적인 비용 분석 및 절감을 위해서는 원자재 생산 및 처리, 제조, 표면 처리, 물류, 설치, 터널 내 시운전을 포함한 전체 프로세스를 고려해야 합니다. 또한 진공관에 대한 기술 선택의 영향을 평가하려면 실험 영역 및 토목 공학, 배전 및 환기와 같은 기타 서비스와의 인터페이스가 필수적입니다.