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LIGO

Laboratoire de l'interféromètre

Espace-temps / lumière / mesure

Modèle et sources

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LONGUEUR DIFFÉRENTIELLEam

PHASE DU SIGNAL OPTIQUEnrad

PUISSANCE CIRCULANTE DU BRASkW

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DÉFORMATION → SIGNAL ÉTALONNÉ

— injectée- - reconstruite·· résiduelle ·

RECOMBINAISON AU SÉPARATEUR DE FAISCEAUδphase ×10⁸

Phase du signal amplifiée · biais DC schématique

La chaîne de mesure

Longueur différentielle effective

↓ réponse de phase + oscillateur local

Modulation de puissance de sortie

↓ photodiode · étalonnage

Déformation reconstruite

Assemblage de l'interféromètre

WebGL embarqué · aucun réseau requis

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2015 · Physique

Détecteur d’Ondes Gravitationnelles LIGO

Deux bras laser de quatre kilomètres, des miroirs de recyclage, un port sombre et une forme d’onde synthétique de binaire compacte rendent la déformation différentielle mesurable.

Une onde gravitationnelle qui passe étire un des bras de quatre kilomètres de LIGO tandis qu’elle comprime l’autre. L’instrument est un interféromètre de Michelson modifié maintenu sur une frange sombre : les deux faisceaux laser de retour s’annulent presque parfaitement au photodétecteur, de sorte que la seule lumière qui filtre est la signature du mouvement différentiel des bras.

Ce laboratoire est un modèle d’ordre réduit de la topologie publiée d’Advanced LIGO. Il projette sur les deux bras une forme d’onde synthétique plus, croix, circulaire ou un inspiral d’ordre dominant de 10 + 10 masses solaires, résout la puissance stockée dans les cavités Fabry-Pérot recyclées, forme une lecture DC avec un petit décalage et reconstruit la déformation à travers une boucle de rétroaction idéalisée à 15 Hz. Cassez un bras, désaccordez les cavités ou retirez le décalage, et l’étalonnage linéaire est marqué indisponible.

Tout ce qui est montré est un modèle pédagogique, pas des données d’observatoire : la forme d’onde synthétique de binaire compacte n’a ni fusion ni relaxation, le bruit du détecteur est un mélange illustratif déterministe, les bras sont comprimés et le mouvement des miroirs est amplifié pour la visibilité, tandis que chaque valeur tracée reste en unités physiques.

La détection de GW150914 en 2015 a contribué à l’obtention du prix Nobel de physique 2017 et a ouvert l’astronomie des ondes gravitationnelles. LIGO est l’un des systèmes de mesure de déplacement les plus sensibles jamais construits.

Caractéristiques

Instrument: Interféromètre de Michelson modifié avec des cavités de bras de 4 km
Première détection: GW150914 — 14 septembre 2015
Déformation représentative: h ≈ 10⁻²¹ (quelques attomètres sur 4 km)
Modélisé: Stockage en cavité recyclée, lecture DC, rétroaction idéalisée et validité de l’étalonnage
Synthétique: Ondes injectées, bruit illustratif et mouvement amplifié ; pas des données LIGO mesurées

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