Juni 2023
In die Quetschlichtquelle von GEO600 zurückgestreutes Licht charakterisieren, modellieren und abschwächen
Aktuelle Gravitationswellendetektoren sind in ihrer Empfindlichkeit durch quantenmechanisches Rauschen über den größten Teil ihres Frequenzbereichs begrenzt. Der deutsch-britische Detektor GEO600 in der Nähe von Hannover nutzt eine gequetschte Lichtquelle, um dieses Quantenrauschen bei hohen Frequenzen um bis zu 6 dB zu reduzieren. Die gequetschten Zustände werden in den Ausgangsport des Interferometers injiziert. Wenn die optische Isolierung in diesem Injektionspfad unvollkommen ist, kann ein kleiner Teil des Ausgangslichts die Quetschlichtquelle erreichen. Dort kann es in den optischen parametrischen Oszillator (OPO) gelangen, der das gequetschte Licht erzeugt, das in den Detektor eingespeist wird, und zusätzliches Messrauschen verursachen. Ein Team von GEO600-Forscherinnen und -Forschern hat nun eine theoretische Beschreibung dieses Rauschvorgangs entwickelt und zusätzlich eine neue Methode, um die Menge des in den OPO zurückgestreuten Lichts zu reduzieren und so das entstehende Rauschen zu mindern. Die Umsetzung dieser Methode war entscheidend für das Erreichen und Beibehalten des hohen Squeezing-Niveaus in GEO600. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass einige Anforderungen an Squeezed-Light-Quellen in zukünftigen Gravitationswellendetektoren, wie dem Einstein-Teleskop und dem Cosmic Explorer, strenger sein könnten als bisher angenommen.