O Que é o Detector KAGRA?

O KAGRA é o mais novo detector de ondas gravitacionais, projeto liderado pelos japoneses e instalado em Kamioka, no Japão. Ele foi criado para detectar as ondas gravitacionais geradas por colisões de buracos negros e estrelas de nêutrons, além de outras fontes astrofísicas. O nome KAGRA vem da junção das palavras em inglês "Kamioka Gravitational-wave Detector" e "Research Area".

O projeto KAGRA começou em 2010 e desde então vem sendo desenvolvido por um grupo de pesquisadores da Universidade de Tóquio, em conjunto com outros institutos, como o Instituto Max Planck, na Alemanha, e o Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos. Diferente dos outros detectores de ondas gravitacionais, o KAGRA é construído em um túnel subterrâneo a 200 metros de profundidade, para minimizar as interferências de ruídos externos, como terremotos e vibrações.

Como Funciona o KAGRA?

O KAGRA é composto por dois braços de 3 km cada, em formato de "L", com espelhos suspensos por cabos de aço. Quando as ondas gravitacionais passam pelos braços, os espelhos são levemente movidos devido à deformação do espaço-tempo. Esse movimento é detectado por um laser que reflete nos espelhos e volta para um detector. O laser é tão sensível que é capaz de detectar movimentos menores do que 1/10 milímetro, o que possibilita a detecção de ondas gravitacionais muito fracas.

Além disso, o KAGRA tem uma tecnologia chamada "cryogenic", que consiste em resfriar os espelhos para -250°C, para reduzir a interferência de ruídos térmicos. Eles também utilizam um sistema de "feedback" para manter os espelhos em posição estável, o que aumenta a precisão da detecção.

O Impacto do Detector KAGRA na Física

O KAGRA é uma contribuição importante para o campo da astrofísica e para o estudo das ondas gravitacionais. Com sua construção, houve uma melhoria significativa na precisão da detecção de ondas gravitacionais em baixas frequências, o que torna possível detectar fontes astrofísicas ainda não observadas. Além disso, o KAGRA tem uma capacidade única de confirmar e complementar as observações feitas por outros detectores, como o LIGO e o VIRGO.

O KAGRA também colabora com a pesquisa em outras áreas da física, como a teoria da relatividade geral e a física quântica. Ele possibilita testar as previsões da relatividade geral em condições extremas, além de estudar a natureza da gravidade em escalas microscópicas.

Exemplo de Descobertas com o Detector KAGRA

O KAGRA ainda não fez nenhuma descoberta significativa, mas já contribuiu em algumas observações importantes. Em 2020, ele detectou a primeira onda gravitacional após uma atualização em seu sistema. A onda foi gerada pela fusão de dois buracos negros, com uma massa total de cerca de 85 vezes a massa do Sol. Além disso, o KAGRA também colaborou com o LIGO e o VIRGO na observação da fusão de dois buracos negros em 2019, com uma massa total de cerca de 150 vezes a massa do Sol.

No futuro, espera-se que o KAGRA faça novas descobertas e contribua ainda mais para a compreensão do universo e da física fundamental.