Helium-Kryostat

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Um in Zukunft Gravitationswellenastronomie betreiben zu können, werden Spiegeltestmassen benötigt, deren Orte man mit einer spektralen Rauschdichte von 10²² m/Hz auslesen kann. Ein Problem stellt die thermische Anregung der Spiegel und deren Aufhängung dar, die z.B. durch Brownsche Bewegung zum so genannten thermischen Rauschen führt. Der hier beantragte Helium-Kryostat soll hoch-präzise Laserinterferometrie mit kalten Spiegeln ermöglichen. Zentraler Forschungsschwerpunkt werden kryogene Interferometer mit optischen Resonatoren sein. Hier eröffnen sich Anwendungen nicht nur in der Gravitationswellendetektion, sondern auch für optische Frequenzstandards und für die Grundlagenforschung im Bereich der Quantenphysik. Mit dem beantragten Großgerät sollen die notwendigen Techniken für zukünftige kalte Gravitationswellendetektoren entwickelt werden. Es sollen interferometrische Ortsmessungen von Spiegeln bei unter einem Kelvin durchgeführt werden und das Regime erreicht werden, in dem die Ortsmessung durch die quantenmechanische Unscharfe der Spiegelposition limitiert ist. Ausgehend von den tiefen Temperaturen des Kryostaten sollen mit Hilfe des jüngst demonstrierten optischen Kühlens Quantensprünge und möglicherweise Verschränkung mechanischer Oszillationen demonstriert werden.