Une nouvelle étude publiée aujourd'hui présente des arguments convaincants en faveur du développement de « NEMO », un nouvel observatoire en Australie qui pourrait fournir certains des détecteurs les plus passionnants de la science des ondes gravitationnelles de nouvelle génération, mais à une fraction du prix.

L'étude, co-écrit par le Centre d'excellence ARC pour la découverte des ondes gravitationnelles (OzGrav), coïncide avec un examen à mi-parcours du plan décennal d'astronomie par l'Académie australienne des sciences où "NEMO" est identifié comme un objectif prioritaire.

"L'astronomie des ondes gravitationnelles remodèle notre compréhension de l'univers, " a déclaré l'un des principaux auteurs de l'étude, ARC Future Fellow, Dr Paul Lasky, de la Monash University School of Physics and Astronomy, et OzGrav.

"Les étoiles à neutrons sont un état final de l'évolution stellaire, " il a dit.

"Ils sont constitués de la matière observable la plus dense de l'univers, et sont censés être constitués d'un superfluide, noyau supraconducteur de matière à des densités supranucléaires. De telles conditions sont impossibles à produire en laboratoire, et la modélisation théorique de la question nécessite une extrapolation de plusieurs ordres de grandeur au-delà du point où la physique nucléaire est bien comprise. »

L'étude présente aujourd'hui le concept de conception et le cas scientifique d'un observatoire de la matière extrême des étoiles à neutrons (NEMO) :un interféromètre à ondes gravitationnelles optimisé pour étudier la physique nucléaire avec la fusion d'étoiles à neutrons.

Le concept utilise une puissance laser circulante élevée, la compression quantique et une topologie de détecteur spécialement conçue pour atteindre la sensibilité à haute fréquence nécessaire pour sonder la matière nucléaire à l'aide d'ondes gravitationnelles.

L'étude reconnaît que les observatoires de troisième génération nécessitent des investissement financier mondial et un développement technologique important sur de nombreuses années.

Selon Monash Ph.D. candidat Francisco Hernandez Vivanco, qui a également travaillé sur l'étude, les récentes découvertes transformationnelles n'étaient que la pointe de l'iceberg de ce que le nouveau domaine de l'astronomie des ondes gravitationnelles pouvait potentiellement réaliser.

"Pour atteindre son plein potentiel, de nouveaux détecteurs avec une plus grande sensibilité sont nécessaires, ", a déclaré François.

"La communauté mondiale des scientifiques des ondes gravitationnelles conçoit actuellement les soi-disant" détecteurs d'ondes gravitationnelles de troisième génération (nous sommes actuellement dans la deuxième génération de détecteurs; la première génération était les prototypes qui nous ont amenés là où nous sommes aujourd'hui). "

Les détecteurs de troisième génération augmenteront la sensibilité d'un facteur 10, détecter chaque fusion de trous noirs dans l'univers, et la plupart des collisions d'étoiles à neutrons.

Mais ils ont un prix élevé. À environ 1 milliard de dollars, ils nécessitent un investissement véritablement mondial, et ne devraient pas commencer à détecter les ondulations de la gravité avant 2035 au plus tôt.

En revanche, NEMO nécessiterait un budget de seulement 50 à 100 M$, un délai de développement considérablement plus court, et il fournirait un banc d'essai pour le développement technologique des instruments de troisième génération.

L'article conclut aujourd'hui que d'autres études de conception sont nécessaires détaillant les spécificités de l'instrument, ainsi qu'une éventuelle étude de cadrage pour trouver un emplacement approprié pour l'observatoire, un projet connu sous le nom de « Trouver NEMO ».