Los detectores de ondas gravitacionales se preparan para su próximo periodo de observación

La colaboración LIGO-Virgo-KAGRA progresa hacia el inicio del próximo periodo de observación (Observing Run en inglés). Después de tres años de trabajo para mejorar el rendimiento de los detectores, se espera que el 4º periodo de observación (O4) comience el 24 de mayo de 2023. Los detectores siguen avanzando para conseguir sus objetivos de sensibilidad para O4 y los detectores LIGO acaban de pasar de la puesta en marcha a la prueba de ingeniería (Engineering Run en inglés, ER15), que debe completarse antes de que pueda comenzar el 4º periodo de observación. Virgo también se unirá a la prueba de ingeniería, pero durante una fracción de tiempo limitada, dando prioridad a las actividades de puesta en marcha con la intención de mejorar la sensibilidad. KAGRA no ha comenzado  la prueba de ingeniería, pero continuará la puesta en marcha para mejorar la sensibilidad hasta el inicio del O4.

El objetivo de esta prueba de ingeniería colaborativa es probar los instrumentos actualizados en tiempo real y, especialmente, los sistemas necesarios para que la red de detectores observe conjuntamente. Las últimas grandes mejoras de los instrumentos LIGO y Virgo se traducirán en detectores más sensibles, capaces de detectar ondas gravitacionales aún más “débiles”, lo que también significa detectar más eventos que nunca.

Esperamos ver eventos durante la prueba de ingeniería; si se produce algún evento excepcional*, se dará a conocer a la comunidad científica a través de la aplicación GraceDB (del inglés Gravitational-Wave Candidate Event Database, https://gracedb.ligo.org) y GCN (del inglés General Coordinates Network, https://gcn.nasa.gov) y se estudiará en más detalle.

O4 comprenderá 18 meses de observación activa que se extenderán hasta 2025. El periodo de observación de 18 meses podrá intercalarse con intervalos de uno o dos meses para mantenimiento. La ampliación del tiempo de observación aumentará el rendimiento científico de O4 y permitirá disponer de tiempo adicional para preparar las actualizaciones para la pausa entre O4 y O5.

De la puesta en marcha a las pruebas de ingeniería y los periodos de observación

Los detectores de ondas gravitacionales pasan por varias fases para mejorar su sensibilidad, garantizando al mismo tiempo el equilibrio con la recogida de datos. Una vez finalizado el mantenimiento y la instalación de las mejoras previstas antes de la puesta en marcha, los detectores pasan a la fase de puesta en marcha. Durante esta fase, la atención se centra en integrar las mejoras individuales en un detector completo que funcione lo más cerca posible de la sensibilidad de diseño.

Una vez que el equipo de puesta en marcha está satisfecho con el rendimiento de los detectores, se pasa a la fase de prueba de ingeniería, en la que el objetivo es alcanzar el ciclo de trabajo o tiempo de actividad (el tiempo en el que el detector es capaz de tomar datos científicos de manera continuada) más duradero antes de pasar en última instancia al periodo de observación. La transición entre fases es un proceso dinámico en el que muchos factores contribuyen a la decisión de pasar de una fase a otra.

*Un evento excepcional es aquel que tiene una señal especialmente intensa, sobre todo si es probable que esté asociado a una contrapartida electromagnética.

Observatorios de ondas gravitacionales

LIGO está financiado por la NSF y operado por Caltech y el MIT, que concibieron y construyeron el proyecto. La financiación del proyecto LIGO Avanzado corrió a cargo de la NSF con Alemania (Sociedad Max Planck), el Reino Unido (Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas) y Australia (Consejo Australiano de Investigación), que realizaron importantes compromisos y contribuciones al proyecto. Más de 1.400 científicos y científicas de todo el mundo participan en el esfuerzo a través de la Colaboración Científica LIGO (LSC), que incluye la Colaboración GEO. Otros socios adicionales pueden ser consultados en http://ligo.org/partners.php. 

La Colaboración Virgo está compuesta actualmente por unos 846 miembros de 142 instituciones de 15 países diferentes (principalmente europeos). El Observatorio Gravitacional Europeo (EGO) alberga el detector Virgo cerca de Pisa (Italia) y está financiado por el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Francia, el Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) de Italia y el Instituto Nacional de Física Subatómica (Nikhef) de los Países Bajos. La lista de los grupos de la Colaboración Virgo puede consultarse en http://public.virgo-gw.eu/the-virgo-collaboration/. Más información disponible en la página web de Virgo: http://www.virgo-gw.eu.

KAGRA es un interferómetro láser con un brazo de 3 km de longitud situado en Kamioka, Gifu, Japón.  El instituto que lo alberga es el Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos (ICRR), de la Universidad de Tokio, y el proyecto está co-patrocinado por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) y la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía (KEK). La colaboración KAGRA está compuesta por más de 480 miembros de 115 institutos de 17 países/regiones.  La información general de KAGRA se encuentra en la página web https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/. Los recursos para investigadores e investigadoras están accesibles en http://gwwiki.icrr.u-tokyo.ac.jp/JGWwiki/KAGRA.