Gravitációs hullámok előrejelzése
Az alapvető kölcsönhatások egyike a gravitáció, amely az egyik legrégebbi még mindig aktívan kutatott témakör. A legnagyobb szemlélet váltásunkat a gravitációval kapcsolatban Albert Einstein 1915-ben publikált általános relativitáselmélete adta. Az elmélet szerint a metrikaperturbációkra lineáris közelítésben egy inhomogén hullámegyenlet adódik, ami magával vonja a hullámok elnevezést és úgy tekinthetünk ezekre, mint a gravitációs hatás fénysebességgel való tovaterjedésére avagy a metrika fodrozódására.
A gravitáció az alapvető kölcsönhatások között a leggyengébb ami nagyon megnehezíti a gravitációs hullámok bármely műszerrel való detektálását. Azonban pont gyengesége miatt olyan területekről szolgáltat információkat, amik a szokásos elektromágneses hullámokkal történő megfigyeléseknél nem lehetségesek a fotonok viszonylagosan rövid úthossza miatt.
A gravitációs hullámok kutatása az 1960-as évek végén rezonáns detektorokkal kezdődött majd
a 2000-es évek elejétől lézer interferométeres detektorokkal próbálták közvetlenül kimérni azokat, amely az új generációs érzékenyebb detektorokkal 2015. szeptember 14.-én sikerült.
Az új generációs detektorok megjelenéséig optikai teleszkópok által észlelt gamma-kitöréseket, mint előrejelzéseket használták arra, hogy a gravitációs hullámokban hasznos jeleket találjanak. Azonban a detektorok érzékenységének növelésével a már detektált hullámokat használhatják a gamma-kitörések előrejelzéseként. Vagyis egy bekövetkezendő összeolvadás gravitációs hullámokkal való jóslata után,
optikai távcsöveket a megadott égi koordinátákra irányítva rögzíteni lehetséges a gamma-kitörés
teljes történetét továbbá bizonyítani tudják, hogy a mért jel biztosan gravitációs hullám volt.
A munkámmal ebbe az előrejelző rendszerbe kapcsolódok be. Azzal, hogy meghatározom azon csillag kettősök paramétereit, amelyek által kibocsátott gravitációs hullámokat 60 másodperccel az összeolvadás előtt ezek a fejlesztett detektorok nagy valószínűséggel képesek detektálni. Így még az összeolvadás előtt lehetőség nyílik az optikai teleszkópok riasztására és a megfelelő égi koordinátákra irányítására. Ezt követően megbecsülöm a csillag kettősök összeolvadásának várható számát, a számolásokból kapott adatok alapján. A dolgozatban továbbá kitérek a detektorok jel-zaj arányának vizsgálatára is mivel így tudhatjuk, hogy a különböző tömegű és más-más távolságokra lévő források által változó frekvenciákon kibocsátott hullámokat milyen hatékonysággal tudjuk detektálni.
szerző
-
Maróti János Endre
Egészségügyi mérnök szak, mesterképzés
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Vasúth Mátyás
Tudományos főmunkatárs, MTA Wigner FK (külső)