Highlight

Nou deflector instrumentat desenvolupat a l'IFAE instal·lat a l'experiment Virgo

April 28, 2021

Com a part del seu programa d’actualització, Virgo ha instal·lat avui un nou deflector instrumentat amb fotosensors al voltant del mirall final de l’IMC (Input Mode Cleaner) a EGO. Això culmina més de dos anys de treball a l’Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) per al disseny i la construcció d’aquest innovador dispositiu per controlar la llum paràsita dins de l’experiment, una font persistent de soroll en els interferòmetres. Per primera vegada, una institució espanyola ha realitzat una important contribució de hardware a un experiment d’ones gravitacionals utilitzant interferometria terrestre líder en el món.

Instrumented Baffle installation at Virgo

El nou deflector instrumentat servirà com a demostrador de la tecnologia per a la seva futura implementació en els braços principals de l’interferòmetre, envoltant els principals miralls. El nou deflector proporcionarà dades valuoses també per calibrar les simulacions que descriuen la propagació de la llum a l’interior de l’experiment.

El deflector instrumentat entra ara en un llarg període de posada en marxa i integració a les operacions regulars de Virgo, a temps perquè sigui part integral de la nova Observation Run O4, prevista actualment per a l’estiu del 2022.

Instrumented Baffle installation at Virgo
Credit: IFAE
Instrumented Baffle installation at Virgo
Credit: IFAE

Ha estat un gran esforç impulsat completament per científics de l’IFAE i per tot el departament tècnic de l’IFAE, incloent mecànica precisa, electrònica, DAQ i la necessitat de proves òptiques intenses i simulacions detallades.

Els requisits bàsics dels deflectors instrumentats són força difícils. La reflectivitat total de la superfície a 1064 nm s’ha mantingut al nivell del 0,5% i la dispersió total a uns 500 ppm. Això requeria un polit precís del material i l’aplicació de capes de revestiment antireflectants. Com que està suspès per un parell de cables, no és possible un refredament actiu i els cables de lectura s’han minimitzat per evitar afectar el rendiment de la càrrega útil i els sistemes d’atenuació sísmica. Per tant, s’han implementat solucions DAQ amb cable i sense fils. El més important, les condicions de buit ultra alt a les torres (amb un nivell de buit de 1E-9 mbars) van imposar restriccions estrictes a tots els materials per evitar contaminants que afectessin els miralls i van forçar un disseny de PCB força nou amb baix consum d’energia i eficient dissipació de calor.

Finalment, el pes total del nou dispositiu va variar en només 100 g del pes de la versió no instrumentada per facilitar la integració al sistema de suspensió. El deflector està equipat amb 76 fotosensors basats en Silici adequats per a condicions de buit ultra alt i complementats amb recobriment antireflectant, com a resultat d’un procés d’R + D de dos anys a l’IFAE i dut a terme juntament amb Hamamatsu al Japó.

Instrumented Baffle installation at Virgo
Installation of the new instrumented baffle with photosensors surrounding Virgo's end mirror of the Input Mode Cleaner at EGO Credit: IFAE

L’equip de l’IFAE va comptar amb la inestimable ajuda del personal de Pisa i EGO i es va beneficiar d’una estreta col·laboració amb els departaments de buit del CERN i ALBA i el departament de metrologia de l’Institut d’icsptica de Madrid.

Per primera vegada, una institució espanyola fa una important contribució d’instrumentació a un experiment d’ones gravitacionals líder mundial a través d’interferometria terrestre.

IFAE Virgo team & Engineers
L'equip de l'IFAE responsables de la instal·lació: Julia Mundet, Pau Llanes, Cristobal Pio, Laia Cardiel, Otger Ballester, Pepe Illa, Lluisa Mir, Mario Martinez, Alexis Menéndez, Christos Karathanasis and Alba Romero Credit: IFAE