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Prof. Dr. Karsten Danzmann

Direktor
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Offene Stellen

Gravitationswellen-Detektion auf der Erde und im Weltall

Laserinterferometrie und Gravitationswellen-Astronomie

Das letztendliche Ziel aller Aktivitäten dieser Abteilung ist die direkte Messung von Gravitationswellen und die Entwicklung der Gravitationswellen-Astronomie. Dies umfasst die Entwicklung und den Betrieb großer Detektoren auf der Erde und im Weltall, und außerdem ein breites Spektrum unterstützender Laborexperimente in Quantenoptik, Atom- und Laserphysik.

Nach Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie erzeugen beschleunigt bewegte Massen Gravitationswellen – Störungen in der Raumzeit, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ungehindert durch andere Massen im All ausbreiten. Die erste direkte Messung von Gravitationswellen am 14. September 2015 hat einen neuen Sinn zu unserer Wahrnehmung des Universums hinzugefügt.

So werden wir zukünftig zum ersten Mal das Universum hören können,

  • kompakte Objekte von einigen Sonnenmassen erfassen und die Struktur unserer Galaxie untersuchen,
  • die Entstehung, das Wachstum, und die Verschmelzungsgeschichte massereicher schwarzer Löcher nachvollziehen,
  • Sternpopulationen und die Dynamik von galaktischen Kernbereichen erforschen,
  • die Gültigkeit der Allgemeine Relativitätstheorie mit Beobachtungen überprüfen,
  • die Existenz neuer Physik und Kosmologie mit Gravitationswellen ergründen,
  • und unser Bild vom Universum und dessen Entwicklung vervollständigen.

Unsere Abteilung entwickelt und betreibt den Gravitationswellen-Detektor GEO600 in Zusammenarbeit mit Partnern in Glasgow und Cardiff. Die GEO-Kollaboration ist weltführend in der Entwicklung neuer Detektortechnologie. Die für GEO600 entwickelten Laser-Systeme sind Kernkomponenten des Ausbaus der LIGO Gravitationswellen-Detektoren in den USA.

Die Abteilung ist außerdem federführend bei der Entwicklung des ersten Gravitationswellen-Detektors im Weltall: LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Das derzeitige Missionsdesign für die nächsten ESA L3-Mission heißt evolving LISA (eLISA). In der Vorbereitung für eLISA spielt die Abteilung die Hauptrolle bei der LISA Pathfinder Mission, die am 3. Dezember 2015 ins Weltall startete und die Mess- und Kontrollsysteme für eLISA testet.

Karsten Danzmann und Bernard Schutz (zu dieser Zeit Direktor der AEI-Abteilung für Astrophysikalische Relativitätstheorie in Potsdam) waren unter den führenden Autoren des ersten LISA-Missionsvorschlags an die ESA im Jahr 1993. Seitdem ist das AEI ein Brennpunkt bei der Entwicklung der eLISA-Mission in Europa.

 
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