p Tudo começou com um objetivo relativamente simples:criar um protótipo para um novo tipo de dispositivo para monitorar o movimento de estruturas subterrâneas no CERN. Mas o projeto - o resultado de uma colaboração entre o CERN e o Joint Institute for Nuclear Research (JINR) em Dubna, Rússia - evoluiu rapidamente. O protótipo se transformou em vários dispositivos completos que podem servir como sistemas de alerta precoce para terremotos e podem ser usados ​​para monitorar outras vibrações sísmicas. O que mais, os dispositivos, chamados inclinômetros a laser de precisão, pode ser usado no CERN e além. Os pesquisadores por trás do projeto agora estão testando um dispositivo no detector avançado de Virgo, que recentemente detectou ondas gravitacionais - minúsculas ondulações na estrutura do espaço-tempo que foram previstas por Einstein há um século. Se tudo correr como planejado, este dispositivo pode ajudar os caçadores de ondas gravitacionais a minimizar o ruído que os eventos sísmicos têm no sinal das ondas. p Ao contrário dos sismômetros tradicionais, que detectam movimentos do solo por meio de seu efeito em pesos pendurados em molas, o inclinômetro a laser de precisão (PLI) mede seu efeito na superfície de um líquido. A medição é feita apontando a luz do laser para um líquido e vendo como ele é refletido. Em comparação com sismômetros de mola de peso, o PLI pode detectar movimento angular além do movimento de translação (para cima e para baixo e de lado a lado), e pode captar movimentos de baixa frequência com uma precisão muito alta.

p "O PLI é extremamente sensível, pode até detectar as ondas do Lago de Genebra em dias de vento, "diz o investigador principal Beniamino Di Girolamo do CERN." Pode captar movimento sísmico que tem uma frequência entre 1 MHz e 12,4 Hz com uma sensibilidade de 2,4 × 10 ^-5 μrad / Hz ^½ , "explica o co-investigador principal Julian Budagov do JINR." Isso é equivalente a medir um deslocamento vertical de 24 picômetros (24 trilionésimos de metro) em uma distância de 1 metro, "acrescenta o co-investigador principal Mikhail Lyablin, também do JINR.

p A equipe montou e testou o protótipo PLI no JINR e no túnel TT1 do CERN. Ele teve um desempenho tão bom que mostrou potencial para ser um sistema sísmico de alerta precoce útil para o Grande Colisor de Hádrons de Alta Luminosidade (HL-LHC) e outras máquinas e experimentos. O Grande Colisor de Hádrons e seus feixes de prótons são extremamente robustos à atividade sísmica, mas o HL-LHC usará feixes mais estreitos para aumentar o número de colisões próton-próton e, como resultado, o potencial para descobertas da física de partículas. Isso significa que os feixes têm maior probabilidade de sair do centro no caso de um terremoto de alta magnitude com epicentro relativamente próximo ao CERN. PLIs localizados em vários pontos ao longo da máquina podem servir como sistemas de alerta precoce para tais eventos.

p Dado o potencial do PLI, o projeto HL-LHC apoiou a equipe na construção de várias novas PLIs. Uma PLI já está instalada no Observatório Sísmico Garni na Armênia e outra foi implantada com o apoio do grupo de Transferência de Conhecimento do CERN e do instituto italiano INFN para o Observatório Gravitacional Europeu, Itália, onde Advanced Virgo está localizado. O Virgo PLI é o resultado de uma colaboração iniciada após a conferência do APPEC em novembro de 2018, acionado pelo Diretor-Geral do JINR e incentivado pela administração do CERN. A colaboração foi tão tranquila que, menos de um ano depois, o Virgo PLI foi testado.

p Os resultados dos primeiros testes são encorajadores. Com apenas 15 minutos de dados coletados em 6 de agosto, o PLI captou os mesmos sinais dos dispositivos já instalados em Virgo, e daquele dia em diante começou a funcionar continuamente e detectou vários terremotos de pequena magnitude. As equipes de Virgem e PLI estão agora configurando o fluxo de dados do PLI para o sistema de dados de Virgem. Isso tornará mais fácil comparar dados de diferentes dispositivos sísmicos e avaliar o impacto potencial do PLI na operação de Virgem e na detecção de ondas gravitacionais. "Virgo e os dois detectores LIGO nos Estados Unidos começaram recentemente outra busca por ondas gravitacionais, aquele que vai chegar mais fundo no universo do que as pesquisas anteriores, "diz o ex-porta-voz de Virgem, Fulvio Ricci, da Universidade La Sapienza, Roma. "Estamos confiantes de que o PLI pode desempenhar um papel nesta importante pesquisa, " ele adicionou.