Gravitational Wave Astronomy

Die Forschenden von QuantumFrontiers sind weltweit führend in der Entwicklung von laserinterferometrischen Auslesesystemen für terrestrische und weltraumgestützte Gravitationswellendetektoren. Ein Großteil der theoretischen Arbeit und Technologieentwicklung, die die Advanced LIGO-Observatorien so viel empfindlicher machte, dass die mit dem Nobelpreis ausgezeichnete erste direkte Detektion von Gravitationswellen möglich wurde, wurde von Forschern von QuantumFrontiers durchgeführt.

Der von QuantumFrontiers-Forschenden betriebene Detektor GEO600 war der erste und ist immer noch das einzige Gravitationswellenobservatorium, das Quantenzustände des Lichts im Routinebetrieb nutzt, um seine Empfindlichkeit zu verbessern. Es dient als Entwicklungszentrum und Prüfstand für zukünftige Generationen von Gravitationswellenobservatorien. Die erfolgreiche Demonstration der Verbesserung der Empfindlichkeit des Detektors führte zu Plänen für den Einbau von gequetschten Lichtquellen in alle modernen Gravitationswellendetektoren. Und unsere Technologien sind integrale Bestandteile von Vorschlägen der dritten Generation von Observatorien wie dem Einstein-Teleskop (ET), das von einem europäischen Studienteam unter der Leitung von QuantumFrontiers-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern entwickelt wurde. Innerhalb von QuantumFrontiers werden wir unsere Rolle als "Think Tank" fortsetzen und die Grundlagen und die Technologie für die nächsten Generationen von Gravitationswellendetektoren mit deutlich verbesserter Reichweite untersuchen und entwickeln, die möglicherweise in der Fähigkeit gipfeln, den "Urknall" zu hören. Dazu werden wir alle Rauschquellen angehen, vom grundlegenden Photonenschussrauschen und Rückwirkungsrauschen über thermisches Rauschen bis hin zu technischen Rauschquellen, indem wir leistungsstarke faserbasierte Quellen von gequetschtem Licht und neuartige Rückwirkungsvermeidungs- und Quantenrauschunterdrückungstechniken einsetzen, nanostrukturierte Spiegel und Moden höherer Ordnung verwenden und quantenbegrenzte technische Rauschunterdrückungsvorrichtungen entwickeln.