Das LIGO Hanford Observatory öffnet sein mit Spannung erwartetes Besucherzentrum im September für Schulkinder und im Oktober für die Öffentlichkeit nach einer Verzögerung, die auf die Pandemie zurückzuführen ist.
Das LIGO Exploration Center, oder LExC, ist nur einen kurzen Spaziergang vom LIGO Hanford Observatory entfernt, dem Gravitationswellen-Observatorium, dessen mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Arbeit es mit alten und jungen Besuchern teilt.
Das L-förmige Observatorium verfügt über vier Kilometer lange Arme, die sich von einem Kontrollzentrum am Standort Hanford und einem Zwilling in Livingston, Louisiana, erstrecken. Die beiden sind Teil eines größeren Netzwerks, zu dem auch das italienische Virgo-Observatorium und das japanische KAGRA gehören.
Private Führungen erweisen sich als beliebt
LExC hat seit Abschluss der Bauarbeiten Ende 2021 private Gruppen, Wissenschaftler und Pädagogen willkommen geheißen, aber die offizielle Eröffnung im Januar wurde durch die Covid-19-Pandemie verzögert.
Michael Landry, Direktor von LIGO Hanford, sagte, die Beliebtheit der privaten Touren beweise, dass Interesse an der Forschung bestehe, die auf einem abgelegenen Teil des Nuklearreservats Hanford stattfindet. Das Observatorium und LExC liegen etwa fünf Meilen nördlich der Benton City-Kreuzung am Vantage Highway.
„Es besteht auf jeden Fall Appetit darauf. Es gibt hier eine unglaublich wissenschaftlich versierte Community“, sagte er. Sein berufliches Entwicklungsprogramm für Pädagogen zieht Besucher aus der ganzen Nation und der Welt an.
CalTech und das Massachusetts Institute of Technology richteten mit finanzieller Unterstützung der National Science Foundation LIGOs im Jahr 2015 ein, wobei Virgo und KAGRA sich den Bemühungen in den folgenden Jahren anschlossen.
Virgo hat sich beim Lauf 2017 mit LIGO zusammengetan und ihm wird zugeschrieben, bei der Identifizierung des Ortes einer Kollision mit einem Schwarzen Loch geholfen zu haben. KAGRA trat 2020 bei, aber da der diesjährige Lauf durch die Pandemie unterbrochen wurde, war es kein aktiver Teilnehmer.
Alle vier werden am vierten Beobachtungslauf teilnehmen, der nach den Upgrades bei den LIGOs voraussichtlich im nächsten März beginnen wird. Landry sagte, ein fünftes Observatorium sei in Indien geplant.
Das Livingston-Observatorium kann seit langem seine Arbeit teilen, da es über ein naturwissenschaftliches Bildungszentrum verfügt. LIGO Hanford begrüßte Besucher im Observatorium selbst.
Besucherkapazität verdoppeln
Der Bundesstaat Washington stellte 2019 7,7 Millionen Dollar für ein richtiges MINT-Bildungszentrum bereit.
Mit der Erweiterung kann ein Team von Pädagogen und Dozenten unter der Leitung von Amber Strunk bis zu 10.000 Besucher pro Jahr begrüßen, doppelt so viel wie zuvor.
„LExC verstärkt und fokussiert alles“, sagte Landry.
Das Interferometrie-Netzwerk testete Albert Einsteins jahrhundertealte Vorhersage, dass Gravitationswellen existieren. Einstein selbst glaubte nicht, dass sie entdeckt werden könnten. Mitte der 1950er Jahre dachten Wissenschaftler darüber nach, wie sich entwickelnde Technologien die winzigen Wellen registrieren könnten, die zumindest theoretisch von fernen Ereignissen durch die Erde zogen.
Die Funktionen von LExC
LExC verfügt über ein frühes Gerät, das umstritten keine Gravitationswellen entdeckte, aber den Weg für die Idee bereitete, dass sie gefunden werden könnten.
Als die erste Welle zum ersten Mal in Hanford und dann in Livingston aufgezeichnet wurde, versuchten die Wissenschaftler zu bestätigen, dass die Ergebnisse authentisch und nicht das Ergebnis eines Unfalls oder äußeren Einflusses waren.
Landry erinnerte daran, jedes Gerät zu sichern, das manipuliert werden könnte, um ungeplante Tests oder „Injektionen“, absichtlich oder anderweitig, zu verhindern.
LIGO zeichnet auch einen konstanten Strom von Daten über die Bedingungen auf dem Planeten Erde auf, von Stürmen bis zu Erdbeben, um falsche Messwerte zu vermeiden. Das Letzte, was es will, sagte Landry, ist, eine Entdeckung zu melden, die einem Blitzschlag zugeschrieben werden könnte.
Sie wussten, dass sie auf festem Boden standen, als am Weihnachtsabend 2015 eine zweite Welle durchrollte. Nachfolgende Entdeckungen wurden am 4. Januar 2017 und am 14. August 2017 aufgezeichnet.
Es dauerte 1,3 Milliarden Jahre, bis die von kollidierenden schwarzen Sternen ausgehenden Gravitationswellen zur Erde gelangten und die LIGO-Laser anrempelten. Die Reaktion war schnell.
Die Schulleiter – Rainer Weiss vom MIT und Barry Barish und Kip Thorne vom Caltech – teilten sich den Nobelpreis 2017 für Physik.
Das Nobelkomitee lässt nur drei Exemplare der Medaille zu und prägt sie selbst. Einer wird in der Lobby von LExC ausgestellt.
Der Architekt Terence „Tere“ Thornhill entwarf es, um die Kollision des Schwarzen Lochs widerzuspiegeln, die es feiert.
DBR Grant Construction errichtete das Gebäude.
Von oben verschmelzen zwei ungleich große Kreise, die auf die Größe der tatsächlichen Schwarzen Löcher skaliert sind. Weißes, blaues und ein bernsteinfarbenes Licht funkeln von der Decke der Lobby, eine Anspielung auf die Sterne.
Das Dach umfasst ein Silo, das das typischere Teleskop-Observatorium darstellt, in dem Wissenschaftler nach Hinweisen auf das Universum suchen, anstatt zu lauschen.
Zwei miteinander verbundene Klassenzimmer bieten Platz für Studenten und Schulungen. Wellenförmige Akustikplatten bedecken die Decke. Der Bodenbelag spiegelt den Schwung der Aurora Borealis wider.
Die Ausstellungshalle bietet Platz für 50 Mitmach- und Ausstellungsexponate. Es gibt 15. Hands-on-Exponate lassen die Besucher mit der Vorstellung von Wellen und Schwerkraft spielen.
Die Ausrüstung hebt die atemberaubende Technik hervor, die die drei und mehr Beobachtungsläufe in den Jahren 2015-16, 2016-17 und 2019-20 vorangetrieben hat.
Das Observatorium hat Pionierarbeit bei Laser- und optischen Entdeckungen geleistet, die jetzt in der Industrie eingesetzt werden.
Im einfachsten Fall teilt jedes Observatorium einen Laserstrahl entlang der beiden Arme und lässt ihn hin und her prallen. Gravitationswellen registrieren sich als geringfügige Variationen in der Zeit, die sie zum Hauptdetektor benötigen. Dieser Detektor sitzt auf einem ausgeklügelten „Tisch“, der an Gyroskopen aufgehängt ist, um ihn von Bewegungen zu isolieren.
Der ultraisolierte Tisch könnte praktische Anwendungen haben. Landry merkte an, dass die italienischen Behörden beabsichtigen, Michaelangelos David auf einen seismisch stabilen Tisch zu stellen, um das Risiko zu verringern, dass sein schwacher Knöchel nachgeben könnte, was bei einem seismischen Ereignis theoretisch möglich wäre.
Das Team von Landry sucht nach privaten und staatlichen Mitteln, um sein Angebot zu erweitern.
Sehr nachhaltiges Gebäude
LExC hat ein Versprechen, Besucher anzuziehen. Es ist äußerst nachhaltig, wurde unter Berücksichtigung von Energie- und Wassereinsparungen gebaut und verfügt über einen von lokalen Stämmen informierten Bestäubergarten. Einige der sichtbareren Merkmale sind fünf Ladestationen für Elektrofahrzeuge und Betonrohre, die Gehwege bedecken. Die Rohre sind beim Bau der Lasertunnel übrig geblieben.
LExC wurde gemäß den Nachhaltigkeitsstandards des „US Green Building Council’s Leadership in Energy and Environmental Design“ auf „Silber“-Niveau gebaut, wie es für staatlich finanzierte Projekte erforderlich ist. Die LEED-Plakette wird angezeigt, wenn die Auszeichnung bestätigt wird.
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