Advanced Virgo

Advanced Virgo est un instrument de deuxième génération. Il fait suite à la première version de l’instrument, appelée aujourd’hui Initial Virgo. Pendant la construction d’Advanced Virgo, qui doit s’achever en 2016, la collaboration scientifique Virgo a grandi et implique désormais six pays européens : la France, l’Italie, les Pays-Bas, la Pologne, l’Espagne et la Hongrie.

En 2011, à la fin de la première période de prise de données, Virgo a été entièrement démonté, pour remplacer tous les composants par de nouveaux, plus performants, pour construire Advanced Virgo. Ceci doit permettre d’améliorer la sensibilité globale d’un facteur dix. La première version de Virgo pouvait détecter des ondes gravitationnelles émises par la coalescence de deux étoiles à neutrons situés à 30 millions d’années-lumière. Si l’on considère les statistiques sur les étoiles dans les galaxies, le taux d’événements détectables était de l’ordre d’un événement tous les 20 à 50 ans pour Initial Virgo, un taux très faible qui explique l’absence de détection par cette première génération de détecteurs.

La sensibilité accrue d’Advanced Virgo doit nous permettre de détecter des sources dix fois plus éloignées et donc d’explorer un volume d’univers mille fois plus grand qu’auparavant. Dans un tel volume, la détection d’un événement sera beaucoup plus probable et l’on peut espérer plusieurs signaux par mois ou même par semaine.

 

Volume d'univers accessible
Représentation du volume d’univers accessible à Initial Virgo (vert) et à Advanced Virgo (violet) (crédits: Collaboration Virgo).

 

Afin de réaliser le saut en sensibilité nécessaire pour passer de Virgo à Advanced Virgo, les scientifiques de la collaboration Virgo ont développé des technologies de pointe cruciales pour réduire les signaux parasites.
C’est dans tous les domaines qu’Advanced Virgo bénéficie d’améliorations :

  • les systèmes de suspension ont été améliorés, ce qui est fondamental pour réduire le bruit sismique. Les miroirs d’Avanced Virgo resteront insensibles à un tremblement de terre modéré !
  • Les nouveaux miroirs d’Advanced Virgo ont une qualité unique au monde. Leurs défauts de surface sont plus petits que le nanomètre (un millionième de millimètre). Ils sont conformes aux exigences élevées demandées. Par exemple, les miroirs d’extrémité des bras de 3 km ont une réflectivité de 99,999 %, et laissent filtrer exactement 4 parties par million de la puissance vers le système de contrôle de l’interféromètre.
  • le faisceau laser se propage dans un ultravide amélioré d’un facteur dix : la pression résiduelle dans les tubes sera d’un millionième de millionième d’une atmosphère. Les 7000 m3 de tubes d’Advanced Virgo constituent le plus grand volume sous ultra-vide en Europe et le troisième dans le monde, juste après LIGO.
  • les améliorations portent aussi sur la stabilité en puissance et en fréquence, sur la pureté et la forme du faisceau laser.

Les infrastructures et les bâtiments du site EGO ont aussi dus être mis à niveau pour répondre aux exigences plus élevées d’Advanced Virgo.

 

One of the new Advanced Virgo mirrors on the test bench, at LMA, Lyon(Credits: LMA/EGO & The Virgo Collaboration).
Un des miroirs d’Advanced Virgo sur banc d’essai, au LMA à Villeurbanne (crédits: Collaboration Virgo/LMA).

 

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