Qu’est-ce que KAGRA ?
KAGRA, acronyme de « Kamioka Gravitational-Wave Detector », est le nouvel observatoire d’ondes gravitationnelles situé dans la ville de Hida, au Japon. Les ondes gravitationnelles sont des ondulations de l’espace-temps induites par de grands événements cosmiques tels que la fusion de deux étoiles. La détection de ces ondes permet d’observer des phénomènes astrophysiques tels que les trous noirs ou les étoiles à neutrons.
KAGRA est le premier observatoire d’ondes gravitationnelles construit au Japon, dont la construction a débuté en 2010. Il est géré par l’Université de Tokyo en collaboration avec le Laboratoire national de physique nucléaire et de physique des hautes énergies.
Comment fonctionne KAGRA ?
KAGRA utilise un interféromètre laser pour détecter les ondes gravitationnelles. Le dispositif est composé de deux bras en forme de L de 3 km de longueur chacun. Des faisceaux laser sont envoyés dans chaque bras, où ils rebondissent plusieurs fois entre des miroirs pour créer un motif d’interférence. Si une onde gravitationnelle passe à travers, elle perturbe les longueurs des bras, ce qui modifie le motif d’interférence.
L’observatoire est également construit sous terre pour éliminer les sources de bruit telles que les vibrations sismiques ou les variations de température. Les deux bras sont également refroidis à une température proche du zéro absolu pour réduire les vibrations thermiques.
Les avancées de la recherche en astrophysique grâce à KAGRA
La détection d’ondes gravitationnelles a ouvert une nouvelle fenêtre sur l’Univers, permettant aux scientifiques de découvrir des phénomènes astrophysiques tels que les trous noirs binaires et les étoiles à neutrons. Les observations de KAGRA permettent également de mieux comprendre la physique de l’espace-temps.
KAGRA est également un élément clé du réseau mondial d’observatoires d’ondes gravitationnelles, qui comprend également LIGO aux États-Unis et Virgo en Italie. La collaboration entre ces observatoires permet une observation plus précise et une meilleure localisation des sources d’ondes gravitationnelles.
Exemple de découvertes grâce à KAGRA
En septembre 2020, KAGRA a détecté pour la première fois les ondes gravitationnelles émises par la fusion de deux étoiles à neutrons. Cette découverte a permis aux scientifiques d’en apprendre davantage sur les propriétés des étoiles à neutrons et de confirmer les prévisions de la théorie de la relativité générale d’Einstein.
La détection de cette fusion a également permis d’identifier une source de lumière dans la même région du ciel, ce qui a permis aux astronomes d’observer des phénomènes tels que la formation de métaux lourds dans l’Univers. Ces découvertes ont été réalisées grâce à la collaboration entre KAGRA et d’autres observatoires d’ondes gravitationnelles, tels que LIGO et Virgo.
