Soroll i Sensibilitat

 

Si vols mesurar canvis molt petits, pot parèixer evident que necessites un instrument molt sensible... però, què volem dir realment amb sensible? No ens referim que sàpiga com consolar-te quan estàs trist, clar. Quan parlam de la sensibilitat d'un instrument, ens referim a fins a quin punt podem veure el senyal que volem mesurar. Així, per als detectors d'ones gravitacionals, la sensibilitat és una mesura de quanta senyal vista prové en realitat de les ones gravitacionals. Per a obtenir la millor sensibilitat, hem de fer el senyal que volem mesurar tan fort com siga possible i fer que la resta dels senyals que no volem siguin el més dèbils possibles. Anomenam soroll a aquests senyals no desitjats.

Començarem per la primera part, maximitzar el senyal de l'ona gravitacional. El primer que podem fer per aconseguir-ho és construint un detector molt gran. No és debades que els interferòmetres mesuren fins a 4 km de llarg, tenir un braç molt llarg fa que el canvi real de longitud del braç per la influència d'una ona gravitacional siga major, la qual cosa ens dóna un senyal més gran a la sortida del detector.

Així que ara que hem fet el nostre detector tan sensible a les ones gravitacionals com ens ha estat possible, per què amb això no n'hi ha prou? I és que, els senyals d'ones gravitacionals procedents de l'espai són encara tan petites que es poden confondre amb molts altres senyals. Imagina que estàs assegut en un extrem d'un parc buit i el teu amic està assegut en l'altre extrem. Si el teu amic te crida, és probable que el puguis sentir amb facilitat, perquè no hi ha molts altres sons pel mig. Si estassiu assentats a la mateixa distància, però en ple centre d'una ciutat en hora punta, seria tan fàcil sentir-vos? Segur que no! Això és perquè tots els altres senyals de so s'encreuen en el camí, i és difícil distingir el senyal que es vol escoltar. Això és el que succeeix amb els detectors d'ones gravitacionals; que són instruments tan sensibles que poden captar sons tan petits com les vibracions dels àtoms de la superfície dels seus miralls i aquests sons poden emmascarar el senyal d'ona gravitacional!

Corba de sensibilitat

La imatge de dalt és un diagrama d'una corba de sensibilitat: cada línia representa una font de soroll diferent. L'objectiu de construir un bon interferòmetre és reduir cada font tant com sigui possible. Així, la primera cosa que s'ha de fer és tractar de posar el detector en un lloc tranquil, és a dir, triar el parc en lloc del centre de la ciutat. No obstant això, hi ha moltes altres maneres en què es pot intentar que el teu detector mesuri menys soroll.