Molas de gás para o sistema de pêndulos multi-aninhados para futuras gerações do LIGO e desenvolvimento dos transdutores da antena Schenberg

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Elvis Camilo Ferreira
• Orientador(a): Odylio Denys de Aguiar
• Banca de defesa: Xavier Pierre Marie Gratens, Fábio da Silva Bortoli
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Astrofísica
• País: BR
• Resumo em Inglês: The direct detection of gravitational waves may be the greatest scientific discovery of this century. However, there is a demand for high-tech development of gravitational wave detectors, because the perturbations caused in spacetime by the gravitational wave are very small (probably less than one part in $10^{21}$), according to general relativity and our astrophysical model of the Universe. This dissertation describes the experimental work on two gravitational waves detection fronts: one associated with the Brazilian spherical detector Mario Schenberg and the other the American LIGO interferometer detector. In the case of the Schenberg detector, it has been conducted the development of the transducers in order to increase the detector sensitivity and to put it into operation for data collection with scientific interest. Methods for adjusting the electrical frequencies of the transducers microwave resonant cavities are presented. Five transducers were adjusted successfully and are now ready to be coupled to the detector. In the case of the LIGO detector, a system for multipendular vibration isolation has been developed for use in the third and fourth generation (3G and 4G) of LIGO. This vibration isolation system will be able to attenuate seismic noise at the interferometer mirrors while saving vertical space. For this system, gas springs have been developed for the vertical isolation stages. The gas spring construction and development and its first transmissibility test are presented. However, for the case of the cryogenic use, it is suggested the development of metal springs, a promising type that has been investigated called geometric anti-spring (GAS).
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.04.18.31

A detecção direta das ondas gravitacionais poderá ser a maior descoberta científica deste século. Entretanto, há demanda de alta tecnologia no desenvolvimento dos detectores de ondas gravitacionais, pois as perturbações causadas no espaço-tempo pela onda gravitacional são muito pequenas (provavelmente menores que uma parte em $10^{21}$), segundo a relatividade geral e o nosso modelo astrofísico do Universo. Esta dissertação descreve o trabalho experimental realizado em duas frentes de detecção de ondas gravitacionais: uma associada ao detector esférico brasileiro Mario Schenberg e a outra ao detector interferométrico americano LIGO. No caso do detector Schenberg, foi realizado o desenvolvimento dos transdutores, visando aumentar a sensibilidade do detector, de forma a colocá-lo para operação de coleta de dados com interesse científico. São apresentados métodos de ajuste das frequências de ressonância elétrica das cavidades de microondas dos transdutores. Cinco transdutores foram ajustados com sucesso e já estão prontos para serem acoplados ao detector. No caso do detector LIGO, se encontra em desenvolvimento um sistema de isolamento vibracional multipendular para ser utilizado nas terceira e quarta gerações (3G e 4G) do LIGO. Esse sistema de isolamento será capaz de atenuar ruídos sísmicos nos espelhos do interferômetro enquanto economiza espaço vertical. Para esse sistema, foram desenvolvidas molas de gás visando o isolamento vertical dos estágios. São apresentadas as etapas de desenvolvimento e de construção da mola de gás e os seus primeiros testes de transmissibilidade. Entretanto, para o caso do uso criogênico, sugere-se o desenvolvimento de molas metálicas; um tipo promissor que está sendo investigado é a chamada anti-mola geométrica.