{"id":4172,"date":"2016-04-26T00:00:27","date_gmt":"2016-04-26T03:00:27","guid":{"rendered":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/?p=4172"},"modified":"2020-02-14T16:31:38","modified_gmt":"2020-02-14T19:31:38","slug":"o-detector-ligo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/2016\/04\/26\/o-detector-ligo\/","title":{"rendered":"O Detector LIGO"},"content":{"rendered":"

Imagem: Detector Virgo (imagem a\u00e9rea). Cr\u00e9ditos: The Virgo collaboration\/CCO 1.0.\u00a0Dispon\u00edvel em:\u00a0https:\/\/www.ligo.caltech.edu\/<\/a><\/span><\/em><\/p>\n

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[vc_row][vc_column][vc_column_text]<\/p>\n

O detector LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory<\/strong>) \u00e9 constitu\u00eddo basicamente de dois interfer\u00f4metros<\/strong> (\u00e9 um aparelho utilizado para efetuar medidas de desfazes de ondas conforme o espectro de interfer\u00eancia formado, \u201cser\u00e1 discutido brevemente mais a frente\u201d) separados um do outro por uma dist\u00e2ncia de 3000 Km. Um dos interfer\u00f4metros est\u00e1 localizado no estado de Washington, mais precisamente, na cidade de Hanford, e o outro na cidade de Livingston, no estado de Louisiana, ambos nos EUA. Como j\u00e1 apresentado no Post: \u201cProjeto LIGO e as Ondas Gravitacionais\u201d, o detector foi respons\u00e1vel pela comprova\u00e7\u00e3o de uma das previs\u00f5es de Einstein sobre a natureza da atra\u00e7\u00e3o gravitacional, tornando a teoria da Relatividade Geral ainda mais consolidada. Mas o uso de interfer\u00f4metros n\u00e3o se restringe somente a isso, e podemos encontrar diferentes tipos de interfer\u00f4metros, que iremos discutir alguns deles a seguir.<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0 Um interfer\u00f4metro (fig. 01) \u00e9 constitu\u00eddo basicamente de um emissor de luz ou de part\u00edculas massivas como el\u00e9trons ou n\u00eautrons, que s\u00e3o focalizados em um feixe, onde o mesmo \u00e9 direcionado a um divisor de feixe (ou amostra), no caso de um divisor de feixe (espelho semitransparente), aplicado somente a Luz, devido as dimens\u00f5es de comprimento de onda e a energia utilizada (que em geral \u00e9 consideravelmente mais baixa que utilizando part\u00edculas), este espelho estaria posicionado com uma angula\u00e7\u00e3o de 45\u00ba com rela\u00e7\u00e3o ao 1\u00ba quadrante, com sistema de eixos posicionado ao centro do espelho com dire\u00e7\u00f5es paralelas aos feixes, e ainda possui dois espelhos utilizados para refletir os feixes de volta ao separador de feixe.<\/span><\/p>\n

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Figura 1 – Esquema representando um interfer\u00f4metro usual, onde o espectro de interfer\u00eancia \u00e9 formado no anteparo.<\/p><\/div>\n

\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0<\/span>\u00a0 A posi\u00e7\u00e3o do espelho semitransparente constitui essa forma, justamente para criar uma diferen\u00e7a de caminho para os feixes sobressalentes, pois parte do feixe inicial \u00e9 refletido pelo espelho e outra atravessa o mesmo. O feixe que atravessa o espelho, mantem seu percurso at\u00e9 o <\/span>espelho<\/span> 2 da fig. 01, utilizado para refletir de volta, que ao deparar-se novamente com o espelho semitransparente, \u00e9 novamente dividido. O feixe que \u00e9 refletido sofre um desvio de seu percurso em 90\u00ba que \u00e9 refletido de volta pelo <\/span>espelho<\/span> 1 e sofre o mesmo caso que o anterior, com a diferen\u00e7a de ambos os feixes serem agora recombinados formando um espectro de interfer\u00eancia no anteparo. Esse espectro \u00e9 formado justamente pela diferen\u00e7a de fase entre as ondas que constituem o feixe mostrando na parte iluminada, a fase construtiva, e na parte escurecida, a fase destrutiva<\/span><\/p>\n

O interfer\u00f4metro tem sua import\u00e2ncia justamente pelo fato de sua precis\u00e3o, pois por se tratar de ondas se interferindo, qualquer altera\u00e7\u00e3o nas fases modificam o espectro. Assim, qualquer micro vibra\u00e7\u00e3o no espelho 1 ou 2 geraria uma modifica\u00e7\u00e3o relevante no espectro. Interfer\u00f4metros podem ser usados para medir dist\u00e2ncias, vibra\u00e7\u00f5es ou par\u00e2metros de rede cristalina, diferindo apenas em comprimentos de ondas, ou tipo de onda, pois difratores de el\u00e9trons ou n\u00eautrons, tamb\u00e9m geram espectros de interfer\u00eancia pois o funcionamento se restringe nas propriedades de natureza ondulat\u00f3ria, que s\u00f3 \u00e9 poss\u00edvel devido a dualidade onda-part\u00edcula.<\/span><\/p>\n

\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0O caro leitor deve estar se perguntando, mas o que o LIGO tem em especial? O LIGO em sua estrutura e funcionamento possui a mesma ess\u00eancia, com a diferen\u00e7a quanto as dimens\u00f5es, onde a separa\u00e7\u00e3o de um espelho at\u00e9 o divisor de feixe constitui a dist\u00e2ncia de 4 km de tubos herm\u00e9ticos a v\u00e1cuo, sendo este o maior interfer\u00f4metro da hist\u00f3ria. Ele foi projetado de modo a reduzir ru\u00eddos s\u00edsmicos, onde os espelhos s\u00e3o pendurados por um sistema de roldanas ajust\u00e1veis utilizando-se de um cabo de a\u00e7o e pesos para aumentar o momento de in\u00e9rcia (fig. 02). As fibras de vidro fundido s\u00e3o utilizados para reduzir ru\u00eddos causados pela radia\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica o sistema \u00e9 constitu\u00eddo por p\u00eandulo quadruplo ligado por um atuador eletrost\u00e1tico que providencia alto isolamento a frequ\u00eancias de resson\u00e2ncia no intervalo de 0.3 a 13Hz, e qualquer varia\u00e7\u00e3o superior a 20Hz \u00e9 descartada automaticamente.<\/span><\/p>\n

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Figura 2 – A esquerda est\u00e1 representado o interfer\u00f4metro utilizado no LIGO assim como o sistema de roldanas montados em forma de um p\u00eandulo quadruplo ligados por um atuador eletrost\u00e1tico, fibras de vidro e cabos de a\u00e7o. A direita tem-se uma foto a\u00e9rea do LIGO constru\u00eddo em Hanford.<\/p><\/div>\n

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As dimens\u00f5es elevadas s\u00e3o justamente para medir micro varia\u00e7\u00f5es do espa\u00e7o-tempo, onde essas varia\u00e7\u00f5es provocariam modifica\u00e7\u00f5es nas fases das ondas que s\u00f3 \u00e9 poss\u00edvel pelo fato de a luz, como part\u00edcula, n\u00e3o possuir massa, fazendo com que a mesma sofra menor intera\u00e7\u00e3o com as varia\u00e7\u00f5es quadridimensionais(espa\u00e7o-tempo). Gra\u00e7as a tais cuidados na constru\u00e7\u00e3o do interfer\u00f4metro, foi poss\u00edvel a confirma\u00e7\u00e3o da teoria de Einstein publicado no artigo (B. P. Abbott) presente em refer\u00eancias.<\/span><\/p>\n

Texto por:<\/strong> Maycol Szpunar<\/span><\/p>\n

Refer\u00eancias:<\/span><\/p>\n

Site \u2013 LIGO Caltech < https:\/\/www.ligo.caltech.edu\/page\/ligo-detectors<\/a>> acesso Abril 2016.<\/span><\/p>\n

Artigo \u2013 B. P. Abbott & colaboradores; GW150914: The Advanced LIGO Detectors in the Era of First Discoveries, Fevereiro 10, 2016.<\/span><\/p>\n

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