Interféromètre VIRGO

L'interféromètre de Virgo est un interféromètre de type Michelson franco-italien, construit près de Pise en Italie, aux coordonnées 43°37′53″N 10°30′18″E / 43.63139, 10.505.

Histoire

C'est suite à la collaboration du CNRS (pour la France) et de l'INFN (pour l'Italie), avec l'aide de onze laboratoires et instituts que le projet VIRGO a vu le jour. Les deux institutions nationales ont créé l'entreprise commune European gravitational observatory (EGO) en décembre 2000. Sous la loi italienne, elle a pour but de gérer l'installation.

Six laboratoires français sont membres du projet :

• Laboratoire d'astroparticule et cosmologie à l'Université Denis Diderot
• Laboratoire de Claude Boccara à l'ESPCI ParisTech
• Laboratoire de physique des particules de l'Université de Savoie
• Laboratoire de l'accélérateur linéaire de l'Université Paris-Sud 11
• Laboratoire des matériaux avancés de l'Université Claude Bernard
• Observatoire de la Côte d'Azur

La construction de VIRGO s'est terminée en juin 2003.

Objectif

VIRGO est destiné à vérifier l'existence des ondes gravitationnelles, prédites par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein.

Pour les détecter, VIRGO se base sur le fait que lorsqu'une onde gravitationnelle passe à un endroit, elle y courbe très légèrement l'espace-temps. La lumière suivant la courbure de l'espace-temps, les installations de VIRGO ont pour but de détecter une différence entre la distance parcourue par deux lasers.

Par la détection d'ondes gravitationnelles, VIRGO est destinée à compléter de manière importante l’observation des ondes électromagnétiques (ondes lumineuses, radio et micro-ondes, rayons gamma et X) ainsi que des astro-particules (rayons cosmiques, neutrinos). Leur étude permettra de révéler des aspects de l’univers jusqu’alors inconnus et d’étendre le domaine d’observation jusque dans les régions assombries par la poussière et masquées par d’autres phénomènes.

Installations

Vu du haut, on peut le décrire comme un grand L dont les "bras" font 3 km de long chacun ; les tubes à vides ont un diamètre de 120 cm. Dans le but d'augmenter la longueur de ces bras, on utilise deux cavités de type Fabry-Perot dans chaque bras, qui peuvent allonger le trajet des particules jusqu'à 120 km. La puissance du laser est de 22 W.

Virgo est sensible aux variations gravitationnelles dans un domaine de fréquences allant de 10 à 10 000 Hz.

VIRGO — vue du bras ouest

La particularité de Virgo réside dans son système de fixation des optiques se trouvant sur le chemin des rayons laser (miroirs, séparatrices) : chacun est suspendu par deux câbles en acier au bas d'une colonne de plusieurs mètres, munie de stabilisateurs complexes (filtres), le tout sous vide. Après une longue période de réglage, il a permis de verrouiller l'interférence pendant environ 140 heures (moins de 10 heures pour LIGO, dont les optiques ne sont pas suspendus).

Virgo a été arrêté plusieurs mois en 2010 pour une mise à niveau, entre autres, de ce système de suspension : les câbles en acier ont été remplacés par des éléments à base de silice (verre) de manière à diminuer la sensibilité des filtres aux variations de température (chauffage des miroirs dû à la lumière laser).

Voir aussi

Articles connexes

• LIGO
• LISA, détecteur spatial d'ondes gravitationnelles

Liens externes

• (en) Site officiel
• (fr) Présentation de Virgo par l'European Gravitational Observatory