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'''GEO600''' ist ein [[Gravitationswellendetektor]] auf Basis eines [[Michelson-Interferometer]]s mit 600 Meter Schenkellänge in [[Ruthe]] bei [[Hannover]]. Das 2006 in Betrieb genommene GEO600 ist Teil der internationalen, aus fünf Instrumenten bestehenden Einrichtung [[LIGO]].

== Geschichte ==
GEO600 wurde 1995 eingerichtet und wird vom [[Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik]] (Albert-Einstein-Institut) in [[Potsdam]] und [[Hannover]] gemeinsam mit der [[Leibniz Universität Hannover]], der [[University of Glasgow]], der [[Cardiff University]], der [[University of Birmingham]] und der [[Universität der Balearen]] auf [[Mallorca]] betrieben. Das Budget belief sich auf etwa 10 Millionen Euro (ein Zehntel vergleichbarer Projekte). Im Jahr 2000 war GEO600 ein regionales Projekt der Weltausstellung [[Expo 2000]] in Hannover.

Nach Testläufen im Sommer 2002 und Ende 2003 wurde der reguläre Betrieb 2005/06 aufgenommen. Als weltweit erster Detektor setzt GEO600 seit 2010 [[gequetschtes Licht]] ein.<ref>{{Literatur |Autor=Henning Vahlbruch, Alexander Khalaidovski, Nico Lastzka, Christian Gräf, [[Karsten Danzmann]], Roman Schnabel |Titel=The GEO600 squeezed light source |Sammelwerk=Classical and Quantum Gravity |Band=27 |Nummer=8 |Datum=2010 |Sprache=en |DOI=10.1088/0264-9381/27/8/084027}}</ref>

An GEO600 wurden wesentliche Teile der Instrumente und Techniken entwickelt und getestet, mit denen an den beiden großen LIGO-Detektoren in den USA die Entdeckung von Gravitationswellen gelang, welche am 11. Februar 2016 bekanntgegeben wurde.<ref>{{Internetquelle |autor=Ralf Nestler |url=https://www.tagesspiegel.de/wissen/forscher-messen-erstmals-gravitationswellen-6013000.html |titel=Forscher messen erstmals Gravitationswellen |werk=Tagesspiegel |datum=2016-02-11 |abruf=2022-11-06}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://www.ndr.de/nachrichten/niedersachsen/hannover_weser-leinegebiet/GEO600-gewaehrt-Einlicke-in-Schwarze-Loecher,gravitationswellen162.html |titel=GEO600 gewährt Einblicke in Schwarze Löcher |hrsg=Norddeutscher Rundfunk |datum=2019-06-14 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20190921063804/https://www.ndr.de/nachrichten/niedersachsen/hannover_weser-leinegebiet/GEO600-gewaehrt-Einlicke-in-Schwarze-Loecher,gravitationswellen162.html |archiv-datum=2019-09-21 |abruf=2022-11-06}}</ref><ref name=abbott-2016>{{Internetquelle |autor=B.P. Abbott et al. |url=https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.061102 |titel=Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger |werk=Physical Review Letters |datum=2016-02-11 |abruf=2023-08-01}}</ref> GEO600 selbst ist im LIGO-Verbund vorwiegend für Design und Entwicklung vorgesehen und daher für die Art der Signale nicht ausgelegt, die am 14. September 2015 entdeckt wurden.<ref name=abbott-2016/> Dementsprechend wurde dort auch kein Signal gemessen.

Neben der Grundlagenforschung dient die Anlage auch als [[Rückfallebene]] im LIGO-System.<ref>{{Literatur |Autor=K. L. Dooley et al. |Titel=GEO 600 and the GEO-HF upgrade program: successes and challenges |Sammelwerk=Classical and Quantum Gravity |Band=33 |Datum=2016 |Sprache=en |arXiv=1510.00317v2}}</ref> Leiter des Projekts sind [[Karsten Danzmann]], [[James Hough]] und [[Bernard Schutz]] (letzterer für die Theorie).<ref>{{Literatur |Titel=GEO600 |TitelErg=Broschüre |Verlag=[[Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik]] |Datum=2002 |Seiten=19 |Online=https://web.archive.org/web/20100103054841/http://www.aei.mpg.de/pdf/illustrationsDocs/GEO600-2final.pdf |Format=PDF |KBytes=977 |Abruf=2016-07-15}}</ref>

== Aufbau und Funktionsweise ==
[[Datei:GEO 600 Ruthe Labor mit Messbereich.jpg|mini|Blick in das Zentralgebäude mit mehreren Vakuumtanks, einer Messeinrichtung (niedriger Behälter mit leichter Wölbung unten rechts) und einem Teilstück des Vakuumrohrs (links)]]
GEO600 besteht aus neun Containergebäuden, von deren Zentralbau zwei jeweils 600 Meter lange, im Winkel von 93 Grad zueinander angeordnete, mit Wellblech abgedeckte Gräben ausgehen.

Ein [[Laser]] mit hochmoderner Lasertechnik schickt einen etwa drei Watt starken Lichtstrahl über einen [[Strahlteiler]] durch Röhren, in denen mittels [[Turbomolekularpumpe]]n [[Ultrahochvakuum]] erzeugt und aufrechterhalten wird. Am Ende der Röhren werden die Strahlen durch spezielle Spiegel reflektiert, treffen am Strahlteiler wieder zusammen und werden dann auf der [[Fotodiode]] des [[Interferometer]]s detektiert. Die [[Strahlungsleistung|Lichtleistung]] am Strahlteiler beträgt etwa 3 kW.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.tat.physik.uni-tuebingen.de/~nollert/EWM/exponate/strahlteiler.html |titel=Modell eines GEO600-Strahlteilers in Originalgröße |werk=Einstein-Wellen-mobil |hrsg=Theoretische Astrophysik Institut für Astronomie und Astrophysik Universität Tübingen |datum= |archiv-url=https://web.archive.org/web/20180108064937/http://www.tat.physik.uni-tuebingen.de/~nollert/EWM/exponate/strahlteiler.html |archiv-datum=2018-01-08 |abruf=2016-07-15}}</ref>

Bei derartigen Detektoren geben die Laufzeitunterschiede des Lichts aus den beiden Röhren über die Stauchungen der [[Raumzeit]] Auskunft. Die Messungen müssen sehr genau sein, um die winzigen Schwankungen in der Raumzeit feststellen zu können. Trifft eine Gravitationswelle die Erde, verformt diese sich. Mit ihr verändert sich die Wegstrecke der beiden Laserstrahlen. Normalerweise brauchen die Lichtstrahlen genau gleich lang für ihre Wegstrecke, verändern sich die Röhrenlängen, misst die Anlage die Unterschiede in der Laufzeit der Signale. Wenn aus dem Universum ein solches Signal auf der Erde eintrifft, müssten die Instrumente Längenunterschiede vom Durchmesser eines Atoms registrieren.

Die großen Herausforderungen bestehen darin, die vielen Störquellen, die ein Signal verdecken würden, auszuschalten. Dazu gehören zum Beispiel Luftdruck- und Temperaturschwankungen sowie Bodenerschütterungen aller Art. Das gesamte System ist daher in Vakuum verbaut. Zudem wurden bestehende Technologien wie Laserstabilisierung, absorptionsarme Optiken, Regelungstechnik, Schwingungsdämpfung und Datenverarbeitung (pro Tag etwa 80 [[Byte#Vergleich|GB]]) weiterentwickelt. Durch zusätzliche Spiegel von hoher [[Reflektivität]] werden sowohl Laserlicht als auch Signale jeweils mehrfach konstruktiv mit sich selbst überlagert und so verstärkt (Duales Recycling). Weiterhin werden die Endspiegel durch aktive Schwingungsdämpfer und durch eine dreistufige Pendelaufhängung von seismischen Störungen isoliert.

Eines der Containergebäude beherbergt den Kontrollraum, in dem die Messdaten zahlreicher Sensoren einlaufen. Die Verarbeitung der so ermittelten Daten geschieht unter Beteiligung von [[Einstein@home]].

== Technische Daten ==
[[Datei:Geo 600 in Ruthe.jpg|mini|Das Endgebäude mit dem östlichen Arm, der zur Strahlumleitung u. a. einen Spiegel enthält]]
* Vakuum: Druck ~ 10<sup>−8</sup> mbar, angelegt in [[Wellrohr]] aus Edelstahl mit 2 × 600 m Länge, 60 cm Durchmesser, 0,8 mm Dicke
* Laser: diodengepumpter [[Nd:YAG-Laser]] bei 1064 nm
* Laserleistung: 10 W Ausgangsleistung (Einmodenbetrieb)
* Leistungsverstärkung: bis zu 10 kW
* Signalverstärkung: bis zu 100fach
* Optik: Spiegel aus [[Quarzglas]] mit 25 cm Durchmesser
* Frequenzbereich: 50 Hz bis 2 kHz, Bandbreite 60 Hz bis 1 kHz
* Relative [[Empfindlichkeit (Technik)|Empfindlichkeit]]: 10<sup>−21</sup> für pulsförmige Signale

== Weblinks ==
{{Commonscat}}
* {{Internetquelle |url=https://www.geo600.org/2793/de |titel=GEO600 Gravitational-Wave Detector |sprache=de |abruf=2025-04-25 |abruf-verborgen=1}}
* [https://www.gw-openscience.org/detector_status/today Detectorstatus] - geo ligo virgo Detector Status

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

{{Coordinate |NS=52/14/49/N |EW=9/48/30/E |type=landmark |region=DE-NI}}

{{DEFAULTSORT:Geo600}}
[[Kategorie:Bodengebundenes Observatorium]]
[[Kategorie:Gravitationswellendetektor]]
[[Kategorie:Bauwerk in Sarstedt]]
[[Kategorie:Forschungseinrichtung in Niedersachsen]]
[[Kategorie:Forschungseinrichtungsgründung 1995]]
[[Kategorie:Expo 2000]]
[[Kategorie:Astronomie in Deutschland]]
[[Kategorie:Organisation (Sarstedt)]]

GEO600 - Versionsgeschichte

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