Promotie Viola Spagnuolo

Trefwoorden: Gravitatiegolven, Spiegels voor Gravitatiegolvendetectoren, Thermische Ruis van Coating, Materiaalonderzoek voor spiegels van gravitatiegolvendetectoren
 

"Mirror, Mirror on the Wall: Pushing the Boundaries of Gravitational-wave Detection"
 

Viola Spagnuolo bestudeerde materialen die zwaartekrachtgolfdetectoren, zoals de toekomstige Einstein Telescope, gevoeliger maken. Zwaartekrachtsgolven zijn kleine rimpelingen in de ruimtetijd die worden veroorzaakt door massieve objecten, zoals botsende zwarte gaten. Het detecteren ervan is erg moeilijk en vereist ongelooflijk precieze instrumenten die laserinterferometers worden genoemd.

Een interferometer gebruikt laserlicht om kleine veranderingen in afstand te meten, maar kan worden beïnvloed door "ruis", ongewenste verstoringen die detectie bemoeilijken. Een belangrijke bron van ruis is thermische ruis, die voortkomt uit de natuurlijke trillingen van materialen door warmte. Viola’s onderzoek richtte zich op het begrijpen en verminderen van deze ruis, vooral door te bestuderen hoe energie binnen materialen verstrooid en hoe materialen energie verliezen wanneer ze trillen (mechanisch verlies).

Viola ontwikkelde en testte een nieuwe opstelling genaamd het Gentle Nodal Suspension-systeem, dat helpt om mechanisch verlies zeer nauwkeurig te meten. Ze testte verschillende materialen die worden gebruikt voor de coatings van interferometerspiegels, zoals amorf silicium, TiO₂:SiO₂ (titaniumdioxide en siliciumdioxide) en TiO₂:GeO₂ (titaniumdioxide en germaniumdioxide). Van deze materialen bleek TiO₂:SiO₂ bijzonder veelbelovend te zijn omdat het thermische ruis effectiever verminderde dan de materialen die momenteel in gebruik zijn.

In het laatste deel van haar onderzoek bestudeerde Viola thermo-elastisch verlies, een type ruis dat ontstaat wanneer temperatuurveranderingen materialen doen uitzetten en krimpen. Ze onderzocht hoe verschillende spiegelvormen dit effect kunnen verminderen. Haar werk draagt bij aan de verbetering van materialen en technieken voor zwaartekrachtgolfdetectoren, waardoor ze beter in staat zijn om de zwakke signalen uit de ruimte te detecteren.

Klik hier voor de livestream.