Jahrhundertsensation: Erster direkter Nachweis von Gravitationswellen

Photonik-Forscher vom Max-Plank-Institut für Gravitationsphysik Hannover (Albert-Einstein Institut), dem Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und der neoLASE GmbH maßgebend am Nachweis beteiligt.
Drei Forscher in weißen Ganzkörperschutzanzügen sind mit einem Laseraufbau beschäftigt.

Installation des LZH Lasers im LIGO Reinraum, Livingston (USA). Foto: Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

12.02.16

neoLASE GmbH / Laser Zentrum Hannover e.V. / VDI Technologiezentrum GmbH

Ein internationales Team aus Forschern der LIGO Scientific Collaboration (LSC) hat am gestrigen Tage auf einer Pressekonferenz den ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen bekannt gegeben.

Den Wissenschaftlern war es gelungen, das Verschmelzen zweier Schwarzer Löcher mit 29 und 36 Sonnenmassen, die sich in 1,3 Milliarden Lichtjahren Entfernung in einem Doppelsystem umkreisten, aufzuzeichnen. Die dabei entstandenen Gravitationswellen wurden bereits im September 2015 gemessen. Gestern wurde die Auswertung der Daten schließlich in den Physical Review Letters veröffentlicht und der Weltpresse vorgestellt.

Bereits seit einigen Jahren suchten Wissenschaftler weltweit den direkten Nachweis von Gravitationswellen, die 100 Jahre zuvor von Albert Einstein in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt wurden. Mit der Bekanntgabe zur Entdeckung der ersten Gravitationswelle konnte nun ein weiterer Teil von Einsteins Theorie bestätigt werden.

Auch deutsche Wissenschaftler aus dem Gebiet der Photonik sind an dem Nachweis direkt beteiligt: Die hierfür verwendete Lasertechnologie ist das Ergebnis einer erfolgreichen Kooperation des Max-Plank-Institut für Gravitationsphysik Hannover (Albert-Einstein Institut), des Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und der neoLASE GmbH. Die Laser der LIGO-Detektoren wurden als fertiges System an den beiden US-amerikanischen Standorten Livingston und Hanford installiert.

Die außergewöhnlich hohe Empfindlichkeit für die Messung von Gravitationswellen erfordert einzigartige Interferometer mit Lasersystemen höchster Strahlqualität und Stabilität. Bereits im Jahr 2008 wurden die ersten 35 W Lasersysteme an das amerikanische Laser Interferometer LIGO geliefert.

Das aus einem hochstabilen Laseroszillator (NPRO) und einem optischen Verstärker bestehende System wurde mehrere Jahre in der „Enhanced LIGO“-Phase eingesetzt und 2012 um einen zusätzlichen Hochleistungs-Laseroszillator erweitert. Das sogenannten advanced LIGO Lasersystem besitzt eine deutlich höhere Ausgangsleistung von 200 W und steigert damit die Möglichkeiten zur Detektion weiterer Gravitationswellen deutlich und soll zukünftig einen noch tieferen Einblick ins Universum und somit eine völlig neue Erforschung des Kosmos ermöglichen.

Indes forschen die Partner weiter an neuen Laserstrahlquellen. So ist die neoLASE GmbH beispielsweise auch Partner im Verbundprojekt NUKLEUS – „Neuartige UKP-Laserstrahlquellen bei 2 µm mit einstufiger Konversion in den MIR-Bereich“. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit ca. zwei Millionen Euro geförderte Projekt wird im März 2016 an den Start gehen.

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