Институт Макса Планка гравитационной физики - Max Planck Institute for Gravitational Physics

Институт Макса Планка гравитационной физики
(Институт Альберта Эйнштейна)

Логотип института
Сокращение	AEI
Формирование	1995
Тип	некоммерческая исследовательская организация
Штаб-квартира	Потсдам-Гольм и Ганновер, Германия
Управление	управляющий Алессандра Буонанно и заместитель управляющего директора Брюс Аллен
Главный орган	Общество Макса Планка
Интернет сайт	www.aei.mpg.de

В Институт Макса Планка гравитационной физики (Альберт Эйнштейн Институт) является Институт Макса Планка чьи исследования направлены на изучение Теория относительности Эйнштейна и далее: Математика, квантовая гравитация, астрофизическая теория относительности и гравитационно-волновая астрономия. Институт был основан в 1995 году и расположен в Потсдамском научном парке в г. Голм, Потсдам И в Ганновер где он тесно связан с Университет Лейбница в Ганновере. В Потсдам часть института состоит из трех исследовательских отделов, а в ганноверской - двух отделов. В обеих частях института работает ряд независимых исследовательских групп.

Институт проводит фундаментальные исследования по математике, анализ данных, астрофизика и теоретическая физика а также исследования в лазерная физика, вакуумная техника, виброизоляция и классический и квантовая оптика.

Когда LIGO Scientific Collaboration объявил о первое обнаружение гравитационных волн, исследователи института занимались моделированием, обнаружением, анализом и характеристикой сигналов. Институт участвует в ряде совместных проектов и проектов: он является основным партнером в детектор гравитационных волн GEO600; Ученые института разрабатывают модели формы волны, которые применяются в детекторах гравитационных волн для обнаружения и определения характеристик гравитационные волны. Они разрабатывают детекторную технологию, а также анализируют данные с детекторов LIGO Научное сотрудничество, Дева Сотрудничество и КАГРА Сотрудничество. Они также играют ведущую роль в планировании и подготовке космического детектора. ЛИЗА (планируемая дата запуска: 2034 год) и участвуют в разработке третьего поколения наземных детекторов гравитационных волн (Телескоп Эйнштейна, Космический исследователь ). Институт также является крупным игроком в Эйнштейн @ Home и PyCBC проекты.

Институт гравитационной физики Макса Планка в Потсдам-Голме.

Институт гравитационной физики Макса Планка в Ганновере.

С 1998 по 2015 год институт издавал открытый доступ обзорный журнал Живые обзоры в теории относительности^[1].

История

Недавно созданный институт начал свою работу в апреле 1995 года и располагался в г. Потсдам-Гольм с 1999^[2].

В 2002 году институт открыл филиал в г. Universität Hannover с упором на анализ данных и разработка и эксплуатация детекторы гравитационных волн на Земле и в космосе. Ганноверский институт возник на базе Института физики атомов и молекул (AMP) Ганноверского университета, который был основан в 1979 году кафедрой физики.

Исследование

Научно-исследовательский центр института находится в области общая теория относительности. Это охватывает теоретический и экспериментальный гравитационная физика, квантовая гравитация, многопользовательская астрономия и космология. Институт уделяет большое внимание исследованию гравитационно-волновая астрономия: четыре из пяти отделов работают над разными аспектами этого направления исследований. Центральные темы исследований:

• исходное моделирование (двоичное нейтронные звезды, двоичный черные дыры, смешанные двоичные файлы, коллапс ядра звезды )
• экспериментальная работа над детекторы гравитационных волн - как на Земле, так и в космосе
• решение задача двух тел в общей теории относительности
• аналитический и числовой решения Уравнения Эйнштейна
• разработка и внедрение анализ данных алгоритмы за гравитационная волна поиски
• последующий анализ для определения свойств источников гравитационных волн

Все эти усилия позволяют создать новый вид астрономия, который начался с первое прямое обнаружение гравитационных волн на земле.

Ученые института также работают над объединением фундаментальных теорий физика – общая теория относительности и квантовая механика - в теорию квантовая гравитация.

Отделы

• Алессандра Буонанно С Астрофизическая и космологическая теория относительности отделение^[3] в AEI в Потсдаме решает задача двух тел в общей теории относительности аналитически и численно, и предсказывает гравитационные сигналы, излучаемые двойными системами, состоящими из черные дыры и нейтронные звезды. Члены отдела используют эти модели сигналов для вывода астрофизический и космологический информации и проводить испытания общая теория относительности, используя данные из детекторы гравитационных волн.
• Масару Шибата Вычислительная релятивистская астрофизика отделение^[4] в AEI Потсдам изучает слияния черные дыры или же нейтронные звезды и коллапс звездных ядер. Отдел также работает над более фундаментальными аспектами общая теория относительности с числовые инструменты.
• В Квантовая гравитация и единые теории отделение^[5] (исполняющий обязанности директора с августа 2020 г .: Алессандра Буонанно ) в AEI Potsdam работает над разработкой квантовая теория гравитации, на основе конформная теория поля, теория струн, и супергравитация и симметрии.
• В центре внимания исследований Карстен Данцманн Отдел Лазерная интерферометрия и гравитационно-волновая астрономия^[6] в AEI Hannover занимается разработкой и эксплуатацией детекторы гравитационных волн на Земле и в космосе. Сюда входят лабораторные эксперименты в квантовая оптика и лазерная физика.
• Брюс Аллен Отдел Наблюдательная теория относительности и космология^[7] в AEI Ганновер изучает наблюдательные последствия общая теория относительности, включая поиск и анализ гравитационно-волновые сигналы в данных из наземные детекторы, и работа Эйнштейн @ Home проект. Также отдел работает над поисками гамма-излучения и радио. пульсары, и по теоретическим аспектам черные дыры.

Директора

• Брюс Аллен (AEI Hannover, 2007-настоящее время), заместитель управляющего директора^[8]
• Алессандра Буонанно (AEI Potsdam, 2014-настоящее время), управляющий директор^[8]
• Карстен Данцманн (AEI Ганновер, 2002-настоящее время)
• Юрген Элерс (AEI Potsdam, директор-основатель, 1995-1998 гг.)
• Герхард Хёйскен (АЕИ Потсдам, 2002-2013 гг.)
• Герман Николай (АЕИ Потсдам, 1997-2020 гг.)
• Бернард Ф. Шютц (AEI Potsdam, учредитель-директор, 1995-2014 гг.)
• Масару Шибата (AEI Potsdam, 2018-настоящее время)

Независимые исследовательские группы

Постоянные независимые исследовательские группы

• Геометрия и гравитация^[9] (под руководством Ларса Андерссона) в AEI Potsdam. Эта исследовательская группа изучает фундаментальные вопросы теории гравитации и связанных с ней физических теорий математическими методами.
• Поиск непрерывных гравитационных волн^[10] (под руководством Марии Алессандры Папа) в AEI Ганновер. Эта исследовательская группа работает над поисками на сегодняшний день необнаруженных непрерывных гравитационные волны, ожидаемые от быстро вращающихся нейтронные звезды.

Независимые исследовательские группы

• Наблюдения за двойным слиянием и численная теория относительности^[11] (во главе с Фрэнком Оме) в AEI в Ганновере. Независимая исследовательская группа работает над гравитационная волна анализ данных и прогнозы формы волны для сигналов от слияния черные дыры и нейтронные звезды. Исследования основаны на численном моделировании этих процессов.
• Исключительная квантовая гравитация (Почетная группа во главе с Герман Николай ) в АЕИ Потсдам. Эта исследовательская группа финансируется Расширенный грант ERC. Его исследование посвящено симметрия -основанный подход к последовательной теории квантовая гравитация.
• Теория гравитации и космология^[12] (под руководством Анны Иджас) в AEI Ганновер. Это исследовательская группа Лизы Мейтнер^[13] использует математические и числовая теория относительности учиться космологические теории и их отношение к черная дыра физика.
• Гравитация, квантовые поля и информация^[14] (под руководством Михала П. Хеллера) в AEI в Потсдаме. Эта независимая исследовательская группа, финансируемая Фонд Александра фон Гумбольдта через Премия Софьи Ковалевской, работает на пересечении гравитационный и физика высоких энергий с помощью квантовая информатика.
• Историческая эпистемология программы заключительной теории^[15] (под руководством Александра Блюма) в AEI Potsdam. Эта исследовательская группа занимается историей поиска квантовая теория гравитации. Группа является совместной исследовательской группой Макса Планка Институт истории науки Макса Планка в Берлине и Институт гравитационной физики Макса Планка в Потсдаме.
• Теоретическая космология^[16] (во главе с Жан-Люком Ленерсом) в AEI в Потсдаме. Эта финансируемая исследовательская группа финансируется ERC Консолидатор Грант и работает над теоретическая физика самого ранняя вселенная и Большой взрыв.

Группы партнеров Макса Планка

Группы партнеров Max Planck проводят исследования в областях, частично совпадающих с областями бывшего принимающего института Макса Планка. Они созданы для поддержки молодых ученых, возвращающихся на родину после исследовательской работы в Институте Макса Планка.^[17].

У Института гравитационной физики Макса Планка есть пять партнерских групп Макса Планка.^[18][19]:

• в Институте теоретической физики, Китайская Академия Наук, Пекин, Китай, в сотрудничестве с отделом «Квантовая гравитация и объединенные теории»
• на Математический институт Ченнаи, Индия, в сотрудничестве с отделом «Квантовая гравитация и объединенные теории»
• на Индийский технологический институт Канпур, Индия, в сотрудничестве с отделом «Квантовая гравитация и единые теории»
• в Цзилиньский университет Чанчунь, сотрудничая с отделом «Квантовая гравитация и единые теории»
• на Институт фундаментальных исследований Тата, Мумбаи, Индия, в сотрудничестве с отделом «Наблюдательная теория относительности и космологии».

Совместные проекты

Продвинутый LIGO и продвинутый Дева

В AEI Hannover и AEI Potsdam работают два LIGO Scientific Collaboration группы, занимающиеся теорией и анализ данных из LIGO и Дева детекторы^[20][21]. В AEI Hannover также есть группа GEO, занимающаяся различными экспериментальными темами.^[22]. Исследователи AEI в Потсдаме и Ганновере анализируют данные LIGO и Virgo. Они также разрабатывают предсказания гравитационно-волновых сигналов, используемых для поиска слияний черные дыры и нейтронные звезды и их интерпретация.

AEI Hannover является партнером в продвинутом проекте LIGO и предоставил предварительно стабилизированную лазерную систему.^[23][24][25] для передовых детекторов LIGO в Хэнфорде и Ливингстоне. Исследователи AEI помогают вводить в эксплуатацию и эксплуатировать современные интерферометры LIGO.

В начале 2018 года исследователи из AEI в Ганновере разработали, построили и помогли установить сжатый свет источник в Advanced Детектор гравитационных волн Virgo^[26]. Во время третьего сеанса совместных наблюдений детекторов гравитационных волн он уменьшил квантово-механический фоновый шум примерно на треть, увеличив ожидаемую скорость обнаружения слияние двойных нейтронных звезд до 26%^[27][28].

Телескоп Эйнштейна

Исследователи из AEI вносят свой вклад в планирование, разработку и научное обоснование.^[29] для Телескоп Эйнштейна (ET), детектор гравитационных волн третьего поколения в Европе. Сопредседатель руководящего комитета ET находится в AEI в Ганновере.^[30], а лазерная технология для прототипа ET в Маастрихте будет разработана в AEI в Ганновере.^[31]. Исследователи AEI в Потсдаме вносят свой вклад в разработку моделей волновых форм для детекторов гравитационных волн третьего поколения, таких как телескоп Эйнштейна.^[32].

GEO600

В GEO600 детектор гравитационных волн к югу от Ганновер был разработан и эксплуатируется учеными из Института гравитационной физики Макса Планка и Leibniz Universität Hannover вместе с партнерами в Великобритании^[33].

ЛИЗА Следопыт

ЛИЗА Следопыт была тестовая миссия ЕКА для Космическая антенна лазерного интерферометра (ЛИЗА). Он продемонстрировал ключевые технологии обнаружения гравитационных волн в космосе. Институт гравитационной физики Макса Планка в Ганновере и Институт гравитационной физики при университете Лейбница в Ганновере несли ответственность и координировали вклад Германии в миссию.^[34].

На этапе эксплуатации исследователи Макса Планка и Университета Лейбница в Ганновере были партнерами по анализу данных миссии.^[35]. Они также сыграли ведущую роль в разработке программного обеспечения для анализа LTPDA, MATLAB ящик для инструментов^[36]. Ученый АЕИ принимал участие в операциях смены миссии на ESOC.

ЛИЗА

Космический гравитационно-волновая обсерватория ЛИЗА разработан в рамках ЕКА лидерство в сотрудничестве с научным консорциумом^[37]. Консорциум LISA возглавляет директор AEI Карстен Данцманн.^[37]. В AEI Hannover и AEI Potsdam есть группы Консорциума LISA.^[38]. В AEI Hannover есть большие лаборатории для лазеров LISA. интерферометрия эксперименты^[39].

GRACE продолжение

ГРЕЙС-ФО спутниковый геодезия миссия, которая проводит подробные измерения гравитационного поля Земли и его временных и пространственных изменений интерферометрический измерения расстояний между двумя спутниками. Лазерный интерферометр, используемый для этой цели, является результатом сотрудничества между НАСА и немецкие партнеры при участии Германии во главе с AEI. Концепция инструмента, его прототипы и технические характеристики были выполнены в АЭИ. Исследователи AEI участвовали в разработке и тестировании летного оборудования.^[40].

Программа для выпускников

Институт участвует в двух Международных исследовательских школах Макса Планка (IMPRS). Такие исследовательские школы представляют собой программы для выпускников, проводимые Институтом Макса Планка в партнерстве с местными университетами, предлагая докторскую степень. степень. В IMPRS для математических и физических аспектов гравитации, космологии и квантовой теории поля партнеры с Институтом математики в Потсдамский университет, Институт физики им. Университет Гумбольдта, ИИТ Бомбей, Математический институт Ченнаи, и Институт теоретической физики Китайская Академия Наук^[41]

В IMPRS по гравитационно-волновой астрономии работает в двух сотрудничающих филиалах: в Ганновере и Потсдам-Гольм. Ганноверский филиал сотрудничает с Университет Лейбница в Ганновере и Laser Zentrum Hannover e.V.^[42]. Потсдамский филиал сотрудничает с Университет Гумбольдта, то Потсдамский университет и Институт астрофизики имени Лейбница^[43]. Он сотрудничает с IMPRS по математическим и физическим аспектам гравитации, космологии и квантовой теории поля (также в AEI Потсдам), магистерской программой по астрофизике в Потсдамский университет, то Astrophysics Network Потсдам, то Институт теоретической физики Юкавы в Киотский университет, а Университет Мэриленда^[44].

Весенняя школа Юргена Элерса

Институт предлагает ежегодную двухнедельную весеннюю школу для 40 иностранных студентов математика и физика^[45]. Каждый год лекции, упражнения и дискуссии охватывают различные темы из исследовательского опыта института. Лекции читают сотрудники института.

Весенняя школа Юргена Элерса была основана в 2000 году и названа в честь директора-основателя института. Юрген Элерс.

Информационно-пропагандистская деятельность

Публичные мероприятия

Информационно-пропагандистская деятельность института включает дни открытых дверей в AEI Potsdam и Детектор гравитационных волн GEO600, участие в Girls 'Days и Future Days, научно-популярные выступления исследователей^[46], участие в «November der Wissenschaft» в Ганновере^[47], экскурсии по институтам, включая избранные лаборатории и компьютерные кластеры, а также программа посещений и презентаций исследователями в средних школах^[48].

Эйнштейн онлайн

При институте работает научно-популярный портал Einstein Online.^[49], который представляет собой гипертекстовую сеть с вводными и подробными статьями о теории относительности Эйнштейна и ее последствиях.

Журналист в резиденции

С 2018 года институт предлагает научным журналистам программу «Журналисты-резиденты». Цель состоит в том, чтобы улучшить общение между журналистами и учеными и обеспечить более глубокое понимание исследований института.^[50].

Эйнштейн @ Home

Институт вместе с Университет Висконсина – Милуоки является одним из двух принимающих учреждений проекта распределенных добровольных вычислений Эйнштейн @ Home^[51]. Einstein @ Home собирает вычислительное время на компьютерах добровольцев для поиска сигналов от вращения нейтронные звезды в данных из LIGO детекторы гравитационных волн, из большого радиотелескопы, и из Космический гамма-телескоп Ферми.

Рекомендации

1. «Три журнала открытого доступа переходят в Springer». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
2. "История". www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
3. «Астрофизическая и космологическая теория относительности». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
4. "Вычислительная релятивистская астрофизика". www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
5. «Квантовая гравитация и единые теории». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
6. «Лазерная интерферометрия и гравитационно-волновая астрономия». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
7. «Наблюдательная теория относительности и космология». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
8. "Управление". www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
9. «Геометрия и гравитация». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
10. «В поисках непрерывных гравитационных волн». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
11. «Наблюдения за двойным слиянием и численная теория относительности». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
12. «Теория гравитации и космология». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
13. «Программа совершенства Лиз Мейтнер». www.mpg.de. Получено 2020-09-17.
14. «Гравитация, квантовые поля и информация». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
15. «Историческая эпистемология окончательной теоретической программы». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
16. «Теоретическая космология». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
17. «Международные - Партнерские Группы». www.mpg.de. Получено 2020-09-17.
18. «Партнерские группы Макса Планка». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
19. «Партнергруппен». www.mpg.de (на немецком). Получено 2020-09-17.
20. "Справочник научного сотрудничества LIGO". roster.ligo.org. Получено 2020-09-17.
21. "Справочник научного сотрудничества LIGO". roster.ligo.org. Получено 2020-09-17.
22. "Справочник научного сотрудничества LIGO". roster.ligo.org. Получено 2020-09-17.
23. "АЛИГО ПСЛ". Получено 2020-09-18.
24. «Ценный груз в открытом море». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
25. «Еще один мощный лазер для охотников за волнами». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
26. «Новейшие технологии из Ганновера для детектора гравитационных волн Virgo в Италии». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
27. Дева Сотрудничество; Acernese, F .; Agathos, M .; Aiello, L .; Allocca, A .; Amato, A .; Ansoldi, S .; Antier, S .; Arène, M .; Arnaud, N .; Асчензи, С. (05.12.2019). "Расширение астрофизической досягаемости усовершенствованного детектора Девы за счет применения состояний света сжатого вакуума". Письма с физическими проверками. 123 (23): 231108. Дои:10.1103 / PhysRevLett.123.231108.
28. «Выдавленный легкий успех у Девы». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
29. «Будущее гравитационно-волновой астрономии». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
30. "Руководящий комитет ET". www.et-gw.eu. Получено 2020-09-17.
31. «Федеральное министерство образования и науки поддерживает разработку телескопа Эйнштейна». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
32. «Гравитационно-волновая астрономия и физика элементарных частиц - сочетание лучшего из двух миров для будущих открытий». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-18.
33. "Дома". www.geo600.org. Получено 2020-09-17.
34. «LISA Pathfinder - самое тихое место в космосе». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
35. «LISA Pathfinder превосходит ожидания». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
36. "главная | LTPDA". www.elisascience.org. Получено 2020-09-17.
37. "Консорциум LISA | Lisamission.org". www.lisamission.org. Получено 2020-09-17.
38. "Список групп (А-Я) | Lisamission.org". www.lisamission.org. Получено 2020-09-17.
39. «Лабораторные эксперименты по космической интерферометрии». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
40. «Новый лазерный прибор на борту GRACE-Follow-On с высокой точностью измеряет гравитационное поле Земли». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
41. «Партнеры». www.imprs-gcq.aei.mpg.de. Получено 2020-06-03.
42. «Соавторы». imprs-gw.aei.mpg.de. Получено 2020-06-03.
43. «Исследовательские группы». imprs-gw.aei.mpg.de. Получено 2020-10-06.
44. «Партнеры». imprs-gw.aei.mpg.de. Получено 2020-06-03.
45. "Весенняя школа Юргена Элерса". Получено 2020-09-17.
46. «Публичные мероприятия». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
47. «Ноябрь науки 2018». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
48. "Эйнштейн Махт Шуле". www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
49. «Правовая информация / Идентификация провайдера« Einstein-Online ». Получено 2020-09-17.
50. «Журналист в резиденции». www.aei.mpg.de. Получено 2020-09-17.
51. "Выходные данные / Идентификация поставщика | Einstein @ Home". einsteinathome.org. Получено 2020-10-06.

внешняя ссылка

• Домашняя страница Института гравитационной физики Макса Планка
• Эйнштейн онлайн - информационный сайт института о Альберт Эйнштейн теории относительность
• Веб-сайт Консорциума LISA размещен в институте

Координаты: 52 ° 24′59 ″ с.ш. 12 ° 58′9 ″ в.д. / 52,41639 ° с. Ш. 12,96917 ° в. / 52.41639; 12.96917