جيو 600

جيو 600 أو غيو 600 في علم الفلك (بالإنجليزية: Geo 600) هو جهاز ضخم بني بغرض تسجيل الموجات الثقالية، وهو مبني على أساس مقياس ميكلسون للتداخل. يتكون من أنبوبين كبيرين متعامدين أفقيا مع بعضهما البعض، طول كل أنبوب 600 متر. التجربة مبنية في قرية «روته» بالقرب من مدينة هانوفر الألمانية. وتعتبر التجربة جيو 600 هي جزء من خمسة أجهزة علمية دولية في مشروع علمي كبير يسمى ليغو. يشترك في مشروع ليجو مؤسسات علمية وجامعات في جميع انحاء من الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وغيرها.
تاريخ التجربة
قام بإنشاء تجربة جيو600 ورعايتها معهد ماكس بلاك لفيزياء الجاذبية بـ بوتسدام وهانوفر في عام 1995 بمشاركة مع جامعة لايبنتز هانوفر، وجامعة غلاسكو وجامعة كارديف، وجامعة برمنجهام وجامعة الباليار في مايوركا، إسبانيا. تصل ميزانية البحث العلمي للمشروع نحو 10 ملايين يورو (وهذه الميزانية صغيرة وتبلغ مجرد عـُشر تكلفة مشروعات مثيلة).
وبعد أداء الاختبارات الأولية في عامي 2002 /2003 بدأ في أخذ القياسات خلال 2006/2006 . وحتى الآن لم تسجل أي موجات جاذبية.
يشرف على ال" تجربة "كارستن دانزمان" و "جيمس هو "، كما يختص بالجزء النظري الفيزيائي " برنارد شولتز".
مصادر الموجات الثقالية
طبقا لنظرية النسبية العامة لأينشتاين يمكن نشأة موجات ثقالية عند التحام جرمين سماويين ثقيلين بعضهما، مثل التحام نجمين نيوترونيين والتحام ثقوبا سوداء.
مصدر آخر مكن هو انكفاء نجم كبير على نفسه عند نهاية عمره تحت قوة الجاذبية، وهذا ما يعرف ب مستعر أعظم. كما ترجح بعض النظريات التي تهتم بالمرحلة الأولى من نشأة الكون بأن المرحلة الأولي لـ الانفجار العظيم لابد وأن تظهر فيها موجات ثقالية، وربما تكتشف مستقبلا مصادر أخرى لها لا نعرفها الآن.
طريقة عمل التجربة
تتكون تجربة جيو 600 من تسعة حاويات تحوي أجهزة ليزر عالية الأداء وفرعين من الأنابيب، يبلغ طول كل منها 600 متر. يوجد الأنبوبان في خندق محفور ومغطي بألواح من الصفيح المموج، كما يوجد أيضا جهاز ليزر قوي ومرشح. يصدر جهاز الليزر شعاعا ضوئيا شدته 3 واط يتفرع بواسطة مقسم للشعاع إلى شعاعين في أنبوبين أفقيين بينهما زاوية 93 درجة.
يوجد عند نهاية كل انبوب عاكس يعكس الشعاع الساقط، فيتقابل الشعاعان المعكوسان عند مقسم الشعاع مرة ثانية، ثم يسقطان على الدايود الضوئي لجهاز التداخل حيث يتم تسجيلهما بمكشاف. إذا اختلف زمني طيران الشعاع في الأنبوبين فيكون هذا الاختلاف ممثلا لاختلاف في الزمكان (انحناء أو تضاغط أو تمدد). تتطلب التجربة قدرا عاليا من الدقة حتى يستطيع الجهاز تسجيل أي أختلاف يحدث للزمكان، لأن هذا التأثير يكون ضعيفا جدا جدا.
من التحديات الكبيرة في تلك التجربة هي تفادي جميع مصادر الضوضاء التي قد تطغى على إشارة. فمن مصادر الضوضاء والشوشرة يؤثر على سبيل المثال تغيرات ضغط الهواء وتغيرات درجة الحرارة، وكذلك تؤثر أيضا الاهتزازات الأرضية على اختلاف أنواعها. وقد روعي لهذا الغرض تزويد التجربة بأجهزة لاستقرار الليزر، وبصريات منخفضة الامتصاص، وتقنية العمليات، وتقنية تهدئة الاهتزاز، علاوة على تطوير كبير لحاسوب العمليات للتعامل مع نحو 80 جيجابايت يوميا. كما تستخدم مرايا إضافية للمعالجة شعاع الليزر والإشارات بحيث تتطابق مع بعضها البعض وتزداد شدتها فيما يسمى «تدوير مزدوج» Dual Recycling. وتبلغ القدرة الضوئية لمقسم الشعاع نحو 3 كيلوواط.
ومن المستحدثات المتطورة في تجربة جيو 600 التي تستحق الذكر هو تعليق المرايا على ألياف زجاجية. كما عزلت مرايا المؤخرة بواسطة ثلاثة مراحل لتعليقات بندولية عن أي هزات أرضية مشوشرة.
المواصفات التقنية
أنبوب مفرغ: 2 × 600 متر طول، 60 سنتيمتر قطر، 0,8 مليمتر سمكن
التفريغ: ضغط ~ 10−8 ملي بار
الليزر: نوعه [Nd:YAG-Laser] عند 1064 نانومتر
قدرة الليزر: 10 واط قدرة الخروج (يشتغل بنمط واحد)
مضخم القدرة: حتى 10 كيلوواط
مضخم الإشارة: تضخيم حتى 100 مرة
البصريات: مرآة من الزجاج الكوارزي، بقطر 25 سنتيمتر
نطاق التردد: 50 هيرتز حتى 2 كيلوهيرتز، اتساع الحيز 60 هيرتز حتى 1 كيلوهيرتز
الحساسية النسبية: 10−21 للإشارات النبضية
اقرأ أيضا
ليغو (مرصد)
هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي
تضخم كوني
موجة ثقالية
بيسيب ومصفوف كيك
تجربة مايكلسون
النظرية النسبية العامة
مقياس ميكلسون للتداخل
المراجع
تلسكوبات الموجات الثقالية
مراصد فلكية في ألمانيا
معاهد أبحاث في سكسونيا السفلى