des Ondes Gravitationnelles Les Interféromètres pour la Détection des Ondes Gravitationnelles Cavalier Fabien LAL Orsay 15 Janvier 2004

La Détection Interférométrique Miroir de fond M22 Miroir de Recyclage Mrc Miroir d’entrée M11 Miroir d’entrée M21 Fabry-Perot 2 Fabry-Perot 1 Expérience de table : hMin  10-17 Hz-1/2 Virgo : hMin  10-23 Hz-1/2 Laser Lame Séparatrice Mbs Miroir de fond M12 Photodiode

Les Laboratoires LAL Orsay : INFN Pise: INFN Florence : LAPP Annecy : Vide(Tube + Contrôle) Contrôle Laser Contrôle Banc d’entrée Contrôle Global Simulation Outils software généraux Réseaux LAPP Annecy : Banc de détection Électronique Tour Acquisition Observatoire de Nice : Laser Banc d’entrée IPN Lyon : Coating des miroirs ESPCI Paris : Métrologie des miroirs INFN Pise: Super-atténuateur Vide (Tube + Opérations) Infrastructure INFN Florence : Simulation INFN Naples : Acquisition Monitoring environnement INFN Pérouse : Fils de suspension INFN Frascati : Alignement Univ. Rome : Contrôles locaux Marionnette

Le Super-Atténuateur Les Performances mouvement des miroirs de l’ordre du micron vitesse de quelques microns par seconde

L’enceinte à vide Fluctuations de pression : Tube: Lumière Diffusée : P < 10-7 mbar (H2) P < 10-14 pour les hydrocarbures Tube: 1,2 m de diamètre 6 km de long V  6000 m3 Lumière Diffusée : pièges à lumière déflecteurs Contrôle Commande

La Source Laser Le Contrôle-Commande Le laser

La Source Laser Le Contrôle du Mode-Cleaner Le banc d’entrée

Le Contrôle Global Fabry-Perot résonants : dL < 5 10-10 m Cavité de Recyclage résonante : dlR < 2.5 10-10 m Frange noire (couplage avec bruit de puissance du laser): dlDF < 10-10 m Alignement Miroirs Extrémités : 3 10-9 rad Alignement Miroirs Entrées : 2 10-8 rad Alignement Miroir Recyclage : 10-7 rad Système Digital synchronisé à 10 kHz Production des cartes électroniques Réalisation du software Programme de simulation de l’interféromètre

L’Analyse des Données Recherche de source impulsionnelles (durée < 1s, forme mal connues) Supernovae Désexcitation de trous noirs Phase de fusion des coalescences Instabilité des étoiles à neutrons … Batterie de filtres robustes et rapides Filtrage adapté pour la désexcitation des trous noirs Étude des bruits du détecteur

L’Analyse des Données Avec un réseau d’interféromètres analyse en coïncidence analyse cohérente Avec d’autres détecteurs n: possibilité de contraindre la masse des n, temps d’arrivée pour abaisser les seuils GRB: temps d’arrivée pour abaisser les seuils et autres contraintes à étudier Optique: surtout pour la position de la source

Commissioning CITF : Sept 01 – July 02 5 runs techniques durant cette période E0 (September 2001) Bruit Alignement Displacement sensitivity (m/Hz) E1 Bruit de Fréquence du Laser E2 E3 E4 (July 2002) E4 Shot noise Bruit Fréquence + Excitation Interne Miroir–Support CITF design s. noise Virgo Frequency(Hz)

Electronic noise (ADC) Lock de la Cavité Nord Premier Lock 28 Octobre Lock acquis au premier essai Facilement reproductible Stable pendant plusieurs heures Shot noise Electronic noise (ADC) Frequency noise Control noise ?

Le Futur des Interféromètres Terrestres Lutter Contre le Bruit Thermique Amélioration des qualités des matériaux fil en silice fondue saphir silicium Cryogénie suspension froide contrôle actif Changer la configuration optique Recyclage du Signal Interférométrie réfractive QND

Le Recyclage du Signal Sensibilité Prototype de 40 m à Caltech Miroir de recyclage de puissance Miroir de recyclage du signal (MSR) Cavités kilométriques LASER Avec Recyclage Signal Sans Recyclage Signal Prototype de 40 m à Caltech Simulations optique et du contrôle Participation au travail expérimental

Organisation R&D en Europe ApPEC: coordination européenne entre les différents instituts EGO: Budget donné par CNRS et INFN. Finance des projets de R&D liés aux ondes gravitationnelles Commission Européenne-FP6: projet EURO (interféromètre 3eme génération) regroupant pour l’instant Allemagne, France, Italie, Pays-Bas et Royaume-Uni

LIGO et Advanced LIGO

LIGO et Advanced LIGO Attente Accord NSF Prévu pour 2007 R&D pour LIGO3 démarre

Ouvrir une autre fenêtre: LISA

Conclusions Virgo en cours de commissioning premier contrôles des cavités kilométriques ITF sans recyclage dans les semaines à venir premier run scientifique début 2005 LAL fortement impliqué dans la construction, le commissioning et l’analyse des données Implication dans la R&D moyen terme (Recyclage Signal) Discussion 3eme génération en cours LISA: possibilité d’ouvrir une nouvelle gamme de fréquences