DFG-NSF: Novel Low Loss Coatings – Enabling the Third Generation of Gravitational-Wave Detectors

DFG-NSF:新型低损耗涂层 â 实现第三代引力波探测器

基本信息

项目摘要

100 years ago, Einstein predicted the existence of gravitational waves which are ripples in the curvature of space-time. On 14th September 2015, the (second-generation) detectors of the LIGO project made the first gravitational-wave detection.This was a ground-breaking event for fundamental physics, observing for the first time a binary black hole system merging to form a single black hole, and has opened a new window into the universe allowing us to ‘listen’ to its gravitational signatures, revealing previously hidden objects.A successful outcome of this project would enable sensitivities envisioned for the next generation gravitational-wave detectors and new discoveries in gravitational astronomy, e.g. the detection of new sources, an improvement of the detection rates for population studies of sources, and enable to see fainter and more distant sources.Gravitational waves cause changes of < 1e-19m in the separation of mirrors forming an interferometric detector. This is a displacement so small that the thermal vibration of the mirrors and their coatings, so called Brownian thermal noise, will limit the sensitivity of current and future detectors at the detectors’ most sensitive frequencies, where the detection of many interesting sources is expected such as merging neutron stars and spinning pulsars.In this project we will develop new materials with low thermal noise, which involves understanding the atomic processes in the materials, to enable sensitivity improvements of interferometric gravitational wave detectors.Thermal noise in highly-reflective mirror coatings is directly proportional to the coating thickness, the mechanical loss of the materials and the mirror temperature. To significantly reduce coating thermal noise, future gravitational wave detectors will be cryogenically operated. Cryogenic detectors require low optical absorption in the mirrors to minimize heating from the laser beam, and therefore maintain the cryogenic operation temperature. The aim of this project is the development of highly-reflective multilayer coatings based on studies of coating properties, composition and structure, to meet the challenging requirements on absorption, reflectivity and mechanical loss.While the proposal is mainly targeted at future cryogenic detectors, thermal noise reduction for upgrades of detectors operating at room temperature (such as Advanced LIGO and VIRGO) will also be part of the proposed research.
100年前,爱因斯坦预言了引力波的存在,引力波是时空曲率中的涟漪。2015年9月14日,LIGO项目的(第二代)探测器进行了首次引力波探测。这是基础物理学的一个突破性事件,首次观察到一个双黑洞系统合并成一个黑洞,并打开了一扇通往宇宙的新窗口,让我们能够“倾听”它的引力特征,揭示以前隐藏的物体。这个项目的成功成果将使下一代引力波探测器的灵敏度和引力波天文学的新发现成为可能,例如探测新的引力波源,提高对引力波源群体研究的探测率,并使人们能够看到更微弱和更远的引力波源。引力波在形成干涉探测器的反射镜的分离中引起< 1e-19m的变化。这是一个非常小的位移,以至于镜面及其涂层的热振动,即所谓的布朗热噪声,将限制当前和未来探测器在探测器最敏感频率上的灵敏度,在探测器最敏感频率上,预计会探测到许多有趣的源,如合并中子星和旋转脉冲星。在这个项目中,我们将开发具有低热噪声的新材料,这涉及到了解材料中的原子过程,从而提高干涉引力波探测器的灵敏度。高反射镜面涂层中的热噪声与涂层厚度、材料的机械损耗和镜面温度成正比。为了显著降低涂层热噪声,未来的引力波探测器将采用低温操作。低温探测器要求反射镜的光吸收低,以尽量减少激光束的加热,从而保持低温操作温度。该项目的目标是在研究涂层性能、成分和结构的基础上开发高反射多层涂层,以满足对吸收、反射率和机械损耗的挑战性要求。虽然该提案主要针对未来的低温探测器,但在室温下运行的探测器(如Advanced LIGO和VIRGO)的升级热噪声降低也将是拟议研究的一部分。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Professor Dr. Roman Schnabel, since 9/2019其他文献

Professor Dr. Roman Schnabel, since 9/2019的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

SYNJ1蛋白片段通过促进突触蛋白NSF聚集在帕金森病发生中的机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
NSF蛋白亚硝基化修饰所介导的GluA2 containing-AMPA受体膜稳定性在卒中后抑郁中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82071300
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
参加中美(NSFC-NSF)生物多样性项目评审会
  • 批准号:
    31981220281
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    2.3 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
参加中美(NSFC-NSF)生物多样性项目评审会
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    2 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
中美(NSFC-NSF)EEID联合评审会
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    2.6 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
中美(NSFC-NSF)EEID联合评审会
  • 批准号:
    81981220037
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    2.1 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
中美(NSFC-NSF)EEID联合评审会
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    1.2 万元
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
Mon1b 协同NSF调控早期内吞体膜融合的机制研究
  • 批准号:
    31671397
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    67.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

NSF Postdoctoral Fellowship in Biology: Investigating a Novel Circadian Time-Keeping Mechanism Revealed by Environmental Manipulation
美国国家科学基金会生物学博士后奖学金:研究环境操纵揭示的新型昼夜节律机制
  • 批准号:
    2305609
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship Award
RII Track-4:NSF: Investigation of Stress Induced Birefringence and Refractive Index Changes in Glass for Fabricating Novel Optics
RII Track-4:NSF:用于制造新型光学器件的玻璃中应力引起的双折射和折射率变化的研究
  • 批准号:
    2327218
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Convergence Accelerator Track M: Enabling novel photonic neuromorphic devices through bridging DNA-programmable assembly and nanofabrication
NSF 融合加速器轨道 M:通过桥接 DNA 可编程组装和纳米制造实现新型光子神经形态设备
  • 批准号:
    2344415
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF PRFB FY 2022: Identifying a Novel Green Fluorescent Small Molecule in a Heterotrophic Dinoflagellate
NSF PRFB 2022 财年:鉴定异养甲藻中的新型绿色荧光小分子
  • 批准号:
    2208914
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship Award
NSF-BSF: Computation-Guided Advanced Fabrication of Silicide Nanostructures with Novel Magnetic Properties
NSF-BSF:计算引导的具有新颖磁性的硅化物纳米结构的先进制造
  • 批准号:
    2212324
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
RII Track-4 NSF: Novel Structure and Properties of Hybrid Electrolytes for Lithium Metal Batteries
RII Track-4 NSF:锂金属电池混合电解质的新颖结构和性能
  • 批准号:
    2132021
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Workshop Proposal to Develop a Summer Institute for STEM Teachers and Curriculum Development for a Novel 6-12 Grade STEM Program for a School of Environmental & Coastal Stu
NSF 研讨会提议为 STEM 教师建立一个暑期学院,并为环境学院的 6-12 年级新型 STEM 项目开发课程
  • 批准号:
    2226565
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
2020BBSRC-NSF/BIO: REDEFINE - Development of efficient, large-scale metagenomics sequence comparison algorithms to facilitate novel genomic insights
2020BBSRC-NSF/BIO:REDEFINE - 开发高效、大规模的宏基因组序列比较算法,以促进新的基因组见解
  • 批准号:
    BB/W002965/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Research Grant
RII Track-4: NSF: Novel target-enriched genomic approaches to assess the diversity of Gorgonian Octocorals on Indo-Pacific Mesophotic Coral Reefs
RII Track-4:NSF:用于评估印度太平洋中光珊瑚礁柳珊瑚多样性的新颖靶标丰富基因组方法
  • 批准号:
    2132235
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Postdoctoral Fellowship in Biology FY 2021: Determining the functional and physiological tradeoffs of thermal plasticity on ectotherm hosts combatting a novel pathogen
2021 财年 NSF 生物学博士后奖学金:确定对抗新型病原体的变温宿主的热塑性的功能和生理权衡
  • 批准号:
    2109663
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Fellowship Award
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了