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{{Positionskarte+|USA|caption=LIGO-Observatorien | float= right |places=
{{Positionskarte~|USA|lat=46/27/18.52/N |long=119/24/27.56/W|region=US-WA|dim=4000|label=LIGO Hanford Observatory}}
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[[Datei:Northern leg of LIGO interferometer on Hanford Reservation.JPG|mini|hochkant=1.1|Nördlicher Arm des LIGO-Interferometers in [[Hanford (Washington)|Hanford]]]]

Das '''{{lang|en|Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory}}''', kurz '''LIGO''', ist das [[Gravitationswellen-Observatorium]], das zusammen mit [[Virgo (Gravitationswellendetektor)|VIRGO]] 2015 erstmals die Wirkung einer [[Gravitationswelle]] lokal nachweisen konnte.<ref>[https://www.youtube.com/watch?v=XCygLIT824s&t=852 LIGO Detection full movie], David Reitze, Reiner Weiss explaining the measurement. 2017-02-08.</ref> Ursprünglich 1992 von [[Kip Thorne]], [[Ronald Drever]] ([[Caltech]]) und [[Rainer Weiss]] ([[Massachusetts Institute of Technology|MIT]]) gegründet, beschäftigt das Projekt inzwischen hunderte Wissenschaftler in über 40 Instituten weltweit. Forscher dieser Gruppe erhielten 2017 den [[Nobelpreis für Physik]].

LIGO besteht aus zwei Observatorien, die sich in [[Hanford Site|Hanford]] ([[Washington (Bundesstaat)|Washington]]) und in [[Livingston Parish|Livingston]] ([[Louisiana]]) befinden.

Die Anfänge waren Ende der 1970er Jahre am Caltech, initiiert von Kip Thorne und Rochus (Robbie) Vogt und mit Ronnie Drever und [[Stanley E. Whitcomb]]. Anfang der 1990er Jahre entwickelte sich die Zusammenarbeit mit dem MIT. Wichtige Leiter des Projekts waren Whitcomb und [[Barry Barish]],<ref>{{Internetquelle |url=https://www.ligo.caltech.edu/system/media_files/binaries/313/original/LIGOHistory.pdf |titel=A Brief History of LIGO |hrsg=ligo.org |datum=2016 |format=PDF |sprache=en |archiv-url=https://web.archive.org/web/20170703113615/https://www.ligo.caltech.edu/system/media_files/binaries/313/original/LIGOHistory.pdf |archiv-datum=2017-07-03 |abruf=2017-05-13}}</ref> die dafür auch 2017 mit der [[Henry-Draper-Medaille]] ausgezeichnet wurden.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.nasonline.org/programs/awards/2017/Barish-Whitcomb.html |titel=2017 Draper Medal: Barry C. Barish and Stanley E. Whitcomb |hrsg=[[National Academy of Sciences]] |sprache=en |abruf=2019-04-25}}</ref>
Sprecher der ''LIGO Scientific Collaboration'' (LSC) ist derzeit [[Stephen Fairhurst]] (Wahl 2025 für eine zweijährige Amtszeit{{Zukunft|2027|06}}),<ref>{{Internetquelle |url=https://www.cardiff.ac.uk/news/view/2913381-cardiff-scientist-elected-to-lead-global-gravitational-wave-collaboration |titel=Cardiff scientist elected to lead global gravitational-wave collaboration |werk=cardiff.ac.uk |datum=2025-05-19 |abruf=2025-09-19}}</ref> geschäftsführender Direktor des ''LIGO Laboratory'' ist seit 2011 [[David Reitze]].<ref>{{Internetquelle |url=http://www.caltech.edu/content/new-ligo-executive-director-named |titel=New LIGO Executive Director Named |hrsg=caltech.edu |datum=2011-08-24 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20171206074630/http://www.caltech.edu/content/new-ligo-executive-director-named |archiv-datum=2017-12-06 |abruf=2018-10-20}}</ref> Als gewählte Sprecher von LIGO erhielten [[Gabriela González]], David Reitzer und [[Peter Saulson]] (der erste gewählte Sprecher) 2016 den [[NAS Award for Scientific Discovery]]. Zu den leitenden Wissenschaftlern gehört [[Peter Fritschel]] vom MIT. Der Forschungsverbund LIGO, darunter das [[Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik]] und das [[Laser Zentrum Hannover]], wurde mit dem [[Breakthrough Prize in Fundamental Physics]] ausgezeichnet.<ref>[https://www.phi-hannover.de/kluge-koepfe/artikel/detail/sonderpreis-fuer-gravitationswellen-nachweis/ Sonderpreis für Gravitationswellen-Nachweis]</ref>

== Aufgabe ==
Die Hauptaufgabe des LIGO ist die direkte Messung von [[Gravitationswelle]]n kosmischen Ursprungs. Die [[allgemeine Relativitätstheorie]] von [[Albert Einstein]] sagt diese Wellen vorher. Diese Gravitationswellen konnten erstmals von Forschern der LIGO-Kollaboration durch die erste erfolgreiche direkte Messung von Gravitationswellen im September 2015 aufgrund einer Kollision zweier [[Schwarzes Loch|Schwarzer Löcher]] bestätigt werden, wie im Februar 2016 bekanntgegeben wurde.<ref>[https://www.zeit.de/wissen/2016-02/albert-einstein-gravitationswellen-physik-relativitaetstheorie-beweis-astronomie ''Der Beweis ist da: Einsteins Gravitationswellen sind nachgewiesen''.] [[Die Zeit|Zeit Online]], 11. Februar 2016.</ref>

Einen indirekten Hinweis auf die Existenz dieser Wellen gibt es durch den im Jahre 1974 durch [[Russell Hulse]] entdeckten Doppelpulsar [[PSR J1915+1606]]. Die Variationen in der Umlaufbahn dieses Doppelsystems stimmen mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie zur Abstrahlung von Gravitationswellen überein. Für diese Entdeckung erhielt Russell Hulse im Jahre 1993 den [[Nobelpreis]] für Physik.

Der direkte Nachweis von Gravitationswellen ermöglicht neben der Astronomie im elektromagnetischen Bereich und der [[Neutrino]]astronomie eine neue Art der Astronomie. Deshalb wurde in den 1960er Jahren versucht, mittels Resonanz-Zylindern Gravitationswellen zu messen, allen voran durch [[Joseph Weber (Physiker)|Joseph Weber]]. In den 1970er Jahren wurde von [[Rainer Weiss]] die Möglichkeit der Verwendung von [[Interferometer]]n für diese Suche realisiert.

Im Jahre 1992 wurde LIGO gegründet, die Bauarbeiten an beiden Detektoren waren 1999 abgeschlossen. Nach ersten Tests und Feinjustierungen der Systeme fand im August 2002 die erste wissenschaftliche Messperiode statt. Ende 2007 endete die fünfte Messperiode, nachdem zwei Jahre lang Daten mit seinerzeit höchster Empfindlichkeit gewonnen worden waren. Am 11. Februar 2016 gaben die LIGO- und [[Virgo (Gravitationswellendetektor)|VIRGO]]-Kollaborationen in einer Pressemitteilung<ref name="Pressemitteilung-160211">{{Internetquelle |autor=Kathy Svitil ''et al.'' |url=https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160211 |titel=Gravitational Waves Detected 100 Years After Einstein’s Prediction |datum=2016-02-11 |abruf=2016-06-18}}</ref> bekannt, dass sie am 14. September 2015 erstmals Gravitationswellen direkt nachgewiesen hatten.<ref name="PhysRevLett.116.061102">{{Literatur |Autor=B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration) |Titel=Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger |Sammelwerk=Phys. Rev. Lett. |Datum=2016-02-11 |Seiten=061102 |Online=https://dcc.ligo.org/LIGO-P150914/public |arXiv=1602.03837 |DOI=10.1103/PhysRevLett.116.061102}}</ref><ref name="nature.2016.19361">{{Literatur |Autor=Davide Castelvecchi, Alexandra Witze |Titel=Einstein’s gravitational waves found at last |Sammelwerk=Nature |Datum=2016-02-11 |DOI=10.1038/nature.2016.19361}}</ref> Am 26. Dezember 2015 wurde ein zweites Ereignis beobachtet,<ref name="PhysRevLett.116.241103">{{Literatur |Autor=B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration) |Titel=GW151226: Observation of Gravitational Waves from a 22-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence |Sammelwerk=Phys. Rev. Lett. |Band=116 |Datum=2016-06-15 |Seiten=241103 |Online=https://dcc.ligo.org/LIGO-P151226/public |arXiv=1606.04855 |DOI=10.1103/PhysRevLett.116.241103}}</ref><ref name="nature.2016.20093">{{Literatur |Autor=Davide Castelvecchi |Titel=LIGO detects whispers of another black-hole merger |Sammelwerk=Nature |Datum=2016-06-15 |DOI=10.1038/nature.2016.20093}}</ref> wie am 15. Juni 2016 bekanntgegeben wurde.<ref name="Pressemitteilung-160615">{{Internetquelle |url=https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160615 |titel=LIGO Does It Again: A Second Robust Binary Black Hole Coalescence Observed |datum=2016-06-15 |abruf=2016-06-18}}</ref> Bis Ende der zweiten Beobachtungsperiode im August 2017 wurden insgesamt weitere vier Ereignisse beobachtet.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.ligo.caltech.edu/page/ligo-publications |titel=Detection papers |hrsg=ligo.org |abruf=2026-02-19}}</ref> Der nächste Lauf begann im April 2019.<ref name="Pressemitteilung-032919">{{Internetquelle |url=https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20190326 |titel=LIGO and Virgo Resume Search for Ripples in Space and Time |datum=2019-03 |abruf=2026-02-19}}</ref>

== Observatorien ==
LIGO betreibt zwei Observatorien, die sich in [[Hanford (Washington)|Hanford]] ([[Washington (Bundesstaat)|Washington]]) und in [[Livingston Parish|Livingston]] ([[Louisiana]]) befinden und etwa 3000 km voneinander entfernt sind. Für die Strecke zwischen den beiden Stationen benötigt Licht 10 ms. Da sich Gravitationswellen mit [[Lichtgeschwindigkeit]] ausbreiten, kann aus dem Laufzeitunterschied zwischen mindestens drei in diesen Observatorien gemessenen Signalen auf die Position der eigentlichen Quelle am Himmel geschlossen werden. Außerdem können dadurch irdische Störungen, die sich langsamer ausbreiten (wie Vibrationen, entfernte Erdbeben etc.), ausgeschlossen werden.

Jedes Observatorium besitzt ein L-förmiges [[Ultrahochvakuum]]system mit einer Schenkellänge von jeweils vier Kilometern, in dem ein Laser-[[Interferometer]] untergebracht ist. Das Observatorium in Hanford besitzt ein zweites, im selben Vakuumsystem untergebrachtes Interferometer mit einer Schenkellänge von zwei Kilometern.

== Funktionsweise ==
[[Datei:LIGO simplified.svg|mini|hochkant=1.7|Vereinfachter Aufbau des LIGO]]
[[Datei:LIGO control.jpg|mini|hochkant=1.7|Kontrollraum des LIGO-Observatoriums in Hanford, 2005]]
In den rechtwinklig zueinander stehenden Armen der Observatorien laufen [[Laser]]strahlen, die ein [[Michelson-Interferometer]] bilden.

An der Hauptstation des Observatoriums (die Ecke des L, in der sich die beiden Arme kreuzen) wird ein stabilisierter Laserstrahl von 200 W Leistung zunächst durch einen Spiegel geschickt, der das Laserlicht zwar in das System lässt, aber nicht in die umgekehrte Richtung ''(power-recycling mirror)''. Dadurch wird die Leistung des Laserlichtes im Interferometer auf 700 kW erhöht, was die Empfindlichkeit erhöht.

Danach trifft der Strahl auf einen [[Strahlteiler]], an dem der Strahl geteilt wird und jeweils zur Hälfte in die beiden 4 km langen Arme geschickt wird (bzw. der 2 km langen Arme im zweiten Interferometer in Hanford). In jedem Arm untergebracht ist ein [[Fabry-Pérot-Interferometer|Fabry-Pérot-Resonator]], bestehend aus zwei Spiegeln (davon einer teildurchlässig), so dass das Licht etwa 280-mal diese Strecke durchläuft, ehe es durch den teildurchlässigen Spiegel tritt und wieder auf den Strahlteiler trifft. Durch diese Technik der Mehrfachreflexionen wird die effektive Lauflänge des Lichtes auf 1120 km vergrößert, was wiederum die Empfindlichkeit des Instrumentes erhöht.

Am Strahlteiler in der Eckstation werden beide Teilstrahlen auf eine [[Fotodiode]] gelenkt, welche die Intensität des dort ankommenden Lichtes misst. Das Interferometer, insbesondere die verstellbaren Spiegel an den Enden der beiden Arme, wird so eingestellt, dass sich die beiden Teilstrahlen gerade auslöschen (siehe [[Interferenz (Physik)|Interferenz]]) und somit bei der Fotodiode idealerweise kein Licht ankommt. Aufgrund von Störeinflüssen muss das System ständig justiert werden, um die Auslöschung der beiden Teilstrahlen zu erreichen.

Durchquert eine Gravitationswelle das Observatorium, ändern sich die relativen Längen der Arme des Interferometers: Ein Arm oder beide Arme können sich (um unterschiedliche Beträge) verlängern oder verkürzen. Das ruft eine [[Phasenverschiebung]] der beiden Teilwellen des Laserlichtes hervor und deren Interferenz ändert die Intensität des gemessenen Lichtes.

Durch die verwendete Kombination aus Spiegeln, der Laserintensität und der Fabry-Pérot-Kavität innerhalb des Systems sind die Observatorien in der Lage, einen relativen Unterschied der beiden Armlängen von 10−22 zu messen. Das entspricht über die Armlänge etwa einem Tausendstel [[Proton]]enradius.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.ligo.caltech.edu/page/ligos-ifo |titel=LIGO's Interferometer |abruf=2019-07-24}}</ref>

Die Messtechnik reagiert empfindlich sowohl auf äußere Einflüsse wie Bewegungen im Erdreich (Erdbeben, Wellen an entfernten Stränden), wetterbedingte Auswirkungen (Wind), Straßenverkehr als auch auf interne Einflüsse wie thermische Bewegungen der Atome in den Spiegeln, in den Tunneln gestreutes Licht usw. Die Aufgabe der Datenanalysten ist es unter anderem, ein Gravitationssignal aus diesen Störeffekten herauszufiltern.

== Quellen von Gravitationswellen ==
{{Hauptartikel|1=Gravitationswelle#Quellen von Gravitationswellen}}
{| class="wikitable floatright"
|-
! Signal
! kontinuierlich
! transient
|-
! modelliertes
| Pulsare
| Verschmelzung kompakter Objekte
|-
! unmodelliertes
| Gravitationswellen-Hintergrundstrahlung (stochastisches Signal)
| Bursts (transiente Ausbrüche anderer Art)
|}

Es gibt eine Vielzahl von Signalen, nach denen gesucht wird. Diese lassen sich gruppieren in kontinuierliche Signale (Suche nach Pulsaren sowie kosmischer Gravitations-Hintergrundstrahlung) und in [[transiente]] Signale (Verschmelzung [[Supernova#Kompakte Objekte|kompakter Objekte]] und unklassifizierbare Ausbrüche). Diese vier Signale lassen sich allerdings auch durch die Modellierung des Signals klassifizieren (siehe Tabelle).

=== Pulsare ===
[[Pulsar]]e sind [[Neutronenstern]]e, die ein starkes Magnetfeld besitzen und mit bis zu 716 Umdrehungen pro Sekunde um die eigene Achse rotieren. Weisen diese Pulsare Asymmetrien in ihrer Massenverteilung auf (z. B. durch eine kleine Erhebung auf deren Oberfläche), strahlen sie laut der Theorie Gravitationswellen ab, was ihre Rotationsfrequenz verringert. Als Beispiel sei der [[Krebsnebel#Pulsar|Krebsnebel-Pulsar]] erwähnt, der sich etwa 30-mal pro Sekunde dreht.

An der Suche nach Signalen von unbekannten Pulsaren kann sich jeder mittels des [[Einstein@home]]-Projekts am heimischen PC selbst beteiligen. Es wird durch die [[BOINC]]-Software durchgeführt und ist kostenfrei.

=== Gravitationswellen-Hintergrundstrahlung ===
Viele Modelle zum Universum sagen starke Gravitationswellen voraus, die kurz nach dem [[Urknall]] entstanden sind. Diese Gravitationswellen besitzen ein breites [[Spektrum (Physik)|Spektrum]] und machen es möglich, bei Nachweis dieser Wellen viel weiter zeitlich in die Geschichte des Universums zu blicken, als es mit der [[Kosmischer Mikrowellenhintergrund|kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung]] möglich ist.

=== Verschmelzung kompakter Objekte ===
Umkreisen sich zwei kompakte Objekte wie zwei Neutronensterne oder zwei Schwarze Löcher (oder Kombinationen davon), strahlen sie ebenfalls nach der Theorie Gravitationswellen ab. Dadurch verliert das System Energie, so dass sich beide Körper langsam nähern. Dadurch werden stärkere Gravitationswellen abgestrahlt, so dass sich dieser Prozess beschleunigt, bis beide Körper zusammenstoßen und zu einem Schwarzen Loch verschmelzen.

Dies wurde indirekt bei dem weiter oben erwähnten Doppelpulsar PSR J1915+1606 nachgewiesen, und die Messungen passen zu den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie. Obwohl sich beide Körper in diesem System jährlich um 3,5 m annähern, verschmelzen beide Neutronensterne erst in etwa 300 Millionen Jahren.

Die erwarteten Signale für ein solches Szenario können berechnet werden, so dass eine gezielte Suche nach solchen Gravitationswellen in den Daten durchgeführt werden kann.

Am 14. September 2015 wurde erstmals ein Signal von der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher in den beiden LIGO-Detektoren nachgewiesen (Ereignis [[GW150914]]).<ref name="PhysRevLett.116.061102" />

Am 15. Juni 2016 gab die LIGO-Kollaboration die Beobachtung eines zweiten solchen Ereignisses am 26. Dezember 2015 bekannt.<ref name="Pressemitteilung-160615" /><ref name="PhysRevLett.116.241103" /> Das Ereignis wird mit [[GW151226]] bezeichnet, nach der englischen Bezeichnung für den 26. Dezember wird es von den Wissenschaftlern auch ''[[Boxing Day]] Event'' genannt.

Am 16. Oktober 2017 gab LIGO die Beobachtung der Kollision zweier Neutronensterne bekannt ([[GW170817]]), was auch von anderen Teleskopen im optischen und anderen Wellenlängenbereichen anschließend beobachtet wurde, etwa dem Fermi-Gammastrahlen-Teleskop (ein kurzer Gammablitz).<ref>B. P. Abbott u. a.: GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral, Phys. Rev. Lett., Band 119, 2017, S. 161101, [https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.161101 Abstract]</ref>

=== Bursts ===
Burst-Signale sind kurze, unmodellierte Signale, wie sie z. B. bei einer Supernova, dem Kollaps eines schweren Sternes, entstehen könnten. Solche Signale können aber auch durch das Verschmelzen zweier schwerer Schwarzer Löcher entstehen.

== Entwicklungen ==
Die ersten Messungen wurden 2002 bis 2007 durchgeführt. Danach wurde mit dem ''enhanced LIGO'' die Empfindlichkeit und somit die Reichweite verdoppelt. Technische Verbesserungen waren dabei unter anderem eine Erhöhung der Laser-Leistung von 10 Watt auf 35 Watt und ein „DC-Readout“.<ref>{{Literatur |Titel=The Path to the Enhanced and Advanced LIGO
Gravitational-Wave Detectors |Autor=J R Smith1 for the LIGO Scientific Collaboration |Datum=2009 |Kommentar=P080127-02 |Format=pdf |Online=https://dcc.ligo.org/public/0001/P080127/001/P080127-02.pdf}}</ref> Damit wurden Messungen zwischen 2009 und 2011 durchgeführt. In dieser Messperiode war auch wieder der französisch-italienische [[Virgo (Gravitationswellendetektor)|Virgo]]-Detektor mit eingeschlossen.

Nach 2011 wurden im Rahmen von ''advanced LIGO (aLIGO)'' die Instrumente nochmals umfangreich verbessert. Beispielsweise wurde die Testmasse von 11 kg auf 40 kg erhöht und nicht mehr als ein einfaches, sondern als ein vierfach-kaskadiertes Pendel an dämpfungsarmen Fäden aus Quarz aufgehängt. Diese Maßnahmen erhöhten die Empfindlichkeit um den Faktor 10 gegenüber den ersten LIGO-Messungen. Das bedeutet, dass mit aLIGO eine Quelle mit gegebener Stärke in einem tausendfach größeren Volumen nachgewiesen werden kann.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.einstein-online.info/spotlight/aligo/ |titel=Advanced LIGO |werk=einstein-online.info |abruf=2025-09-20}}</ref> Dieser Umbau wurde am 19. Mai 2015 abgeschlossen. Damit begannen eine Reihe von „Observation Run[s]“ (O1, O2, …) zwischen denen jeweils technische Verbesserungen an dem Interferometer zur Steigerung der Empfindlichkeit bzw. Reichweite durchgeführt wurden.<ref name="aLIGO Physik Journal">{{Internetquelle |autor=Alexander Pawlak |url=http://www.pro-physik.de/details/physiknews/7953121/Fortschrittliche_Suche_nach_Gravitationswellen.html |titel=Fortschrittliche Suche nach Gravitationswellen |datum=2015-05-20 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20160304074015/http://www.pro-physik.de/details/physiknews/7953121/Fortschrittliche_Suche_nach_Gravitationswellen.html |archiv-datum=2016-03-04 |abruf=2015-05-21}}</ref><ref>{{Internetquelle |url=https://moriond.in2p3.fr/2025/Gravitation/transparencies/5-friday/2-afternoon/07_nakano.pdf |titel=LIGO / Virgo /KAGRA detector upgrades for O5 and post-O5 |autor=Masayuki Nakano |datum=2025-03-30 |sprache=en |format=pdf |abruf=2025-09-20}}</ref>

=== O1 (68 Mpc), 2015 ===
In der Konfiguration für den ersten Beobachtungszyklus O1 konnten verschmelzende Neutronensterne rechnerisch bis zu einer Entfernung von 68 Mpc erfasst werden. Der Beobachtungszyklus begann im Jahr 2015 und erstreckte sich bis 2016.

Es gelang der Nachweis von 3 Gravitationswellen,<ref name="Event count">{{Internetquelle |url=https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20250320 |titel=LIGO-Virgo-KAGRA Announce the 200th Gravitational Wave Detection of O4!|werk=ligo.caltech.edu |sprache=en |abruf=2025-10-06 }}</ref> wovon ein Signal unsicher war und erst 2019 akzeptiert wurde.

=== O2 (94 MPc), 2016 ===
In der Konfiguration für den Beobachtungszyklus O2 konnten verschmelzende Neutronensterne bis zu einer Entfernung von 94 Mpc erfasst werden. Der Beobachtungszyklus begann im Jahr 2016 und erstreckte sich bis 2017. Diese Steigerung der Reichweite gegenüber vorherigen Zyklen wurde erreicht durch:<ref>{{Internetquelle |url=https://pubs.aip.org/physicstoday/online/12128/Advanced-LIGO-ramps-up-with-slight-improvements |titel=Advanced LIGO ramps up, with slight improvements |autor=Andrew Grant |datum=2016-11-26 |sprache=en |abruf=2025-10-03}}</ref>
* Erhöhung der Leistung im Interferometerarm von 100 kW auf 120 kW
* Bessere [[Streulichtblende]]n
* Einsatz [[Photodiode]]n mit höherer [[Quanteneffizienz]] als Lichtdetektoren

Erstmals gelang die Detektion von Gravitationswellen zweier verschmelzender Neutronensterne, [[GW170817]]; zudem wurden 7 Gravitationswellen von verschmelzenden Paaren Schwarzer Löcher detektiert.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20190227 |titel=The O2 Data Set Is Now Available |werk=ligo.org |datum=2019-02-27 |sprache=en |abruf=2025-10-03}}</ref>

=== O3 (128 Mpc), 2019 ===
In dem Beobachtungszyklus O3 konnten verschmelzende Neutronensterne bis zu einer Entfernung von 128 Mpc erfasst werden. Der Beobachtungszyklus begann im Jahr 2019 und erstreckte sich bis 2020. Diese Steigerung der Reichweite gegenüber vorherigen Zyklen wurde erreicht durch:
* Einsatz von [[Gequetschtes Licht|gequetschtem Licht]]<ref>{{Literatur |Titel=Quantum-Enhanced Advanced LIGO Detectors in the Era of Gravitational-Wave Astronomy |Autor=M. Tse ''et al.'' |Sammelwerk=Phys. Rev. Lett. |Band=123 |Seiten=231107 |Datum=2019 |DOI=10.1103/PhysRevLett.123.231107}}</ref>
* Erhöhung der Laser-Leistung auf 70 Watt<ref>{{Literatur |Titel=Advanced LIGO Laser Systems for O3 and Future Observation Runs |Autor=Nina Bode ''et al.'' |Sammelwerk=Galaxies |Datum=2020 |Band=8 |Nummer=4 |Seiten=84 |DOI=10.3390/galaxies8040084}}</ref>

In diesem Zyklus wurden 79 Gravitationswellen detektiert.<ref name="Event count"/>

=== O4 (155 Mpc), 2023 ===
In dem Beobachtungszyklus O4 konnten verschmelzende Neutronensterne bis zu einer Entfernung von 155 Mpc erfasst werden. Der Beobachtungszyklus begann im Jahr 2023 und erstreckte sich bis 2025. Die größere Empfindlichkeit wurde erreicht durch:<ref>{{Literatur |Titel=Advanced LIGO detector performance in the fourth observing run |Autor=E. Capote ''et al.'' |Sammelwerk=Phys. Rev. D |Band=111 |Seiten=062002 |Datum=2025 |DOI=10.1103/PhysRevD.111.062002|arXiv=2411.14607}}</ref>
* erhöhte Leistung im Interferometer-Arm (von ca. 200 kW auf ca. 300 kW)
* Einfügen einer 300 Meter langen ''filter cavity'' für das gequetschte Licht

=== O5 - A+ (324 Mpc), 2027 ===
In dem Beobachtungszyklus O5 sollen mit der als A+ bezeichneten Konfiguration verschmelzende Neutronensterne bis zu einer Entfernung von 324 Mpc erfasst werden. Dies wird erreicht durch:
* erhöhte Leistung im Interferometer-Arm (von 300 kW auf 750 kW)
* stärker gequetschtes Licht
* verbesserte Beschichtung
* ''Balanced [[Homodyne Detektion|Homodyne Detection]]''
* stärkere Rauschunterdrückung durch Verbesserungen in der Aufhängung und in den Streulichtblenden
* ''jitter attenuation cavity''

=== A# (550 Mpc) ===
In der nachfolgenden Konfiguration A# sollen verschmelzende Neutronensterne bis zu einer Entfernung von 550 Mpc erfasst werden. Dies wird erreicht durch:
* massivere Testmassen (von 40 kg auf 100 kg)
* nochmals stärker gequetschtes Licht (von 6 dB auf 10 dB)
* erhöhte Leistung im Interferometer-Arm (von 750 kW auf 1500 kW)
* verbesserte Beschichtung
* stärkere Rauschunterdrückung durch Verbesserungen in der Aufhängung
* Reduzierung des [[Newton-Rauschen]]s („Newtonian noise mitigation“)

=== Voyager (818 Mpc) ===
In der angedachten, als Voyager bezeichneten Konfiguration, würde das Observatorium verschmelzende Neutronensterne bis zu einer Entfernung von 818 Mpc nachweisen. Hierfür werden wesentliche Änderungen am Interferometer überlegt:<ref>{{Internetquelle |url=https://docs.ligo.org/voyager/voyagerwhitepaper/main.pdf |titel=LIGO Voyager Upgrade: Design Concept |autor=Rana X Adhikari ''et al.'' |kommentar=Technical Note LIGO-T1400226-v10 |datum=2024-09-25 |sprache=en |format=pdf |abruf=2025-09-20}}</ref>
* Eine 200 kg schwere Testmasse aus einem Silizium-Kristall, gekühlt auf 123 K
* Eine Wellenlänge des Lasers von 2050 nm, welche eine geringere Absorption in der Apparatur verspricht

== Kritik ==
2017 wurden Zweifel an einigen Ligo-Ergebnissen geäußert.<ref>S. Hossenfeder (2017) Was It All Just Noise? Independent Analysis Casts Doubt On LIGO's Detections, Forbes, 16. Juni 2017; [https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2017/06/16/was-it-all-just-noise-independent-analysis-casts-doubt-on-ligos-detections/#3c736cf75516]</ref> Eine dänische Gruppe von Wissenschaftlern kritisiert insbesondere eine unzureichend dokumentierte und potenziell fehleranfällige Trennung von tatsächlichem Signal und zufälligen Störungen.<ref>{{Literatur |Autor=J. Creswell, S. v. Hausegger, A. D. Jackson, H. Liu, P. Naselsky |Datum=2017 |Titel=On the time lags of the LIGO signals |Sammelwerk=Journal of Cosmology and Astroparticle Physics |Band=2017 |Seiten=013 |DOI=10.1088/1475-7516/2017/08/013 |arXiv=1706.04191}}</ref> Weitere Analysen widersprechen jedoch dieser Kritik.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.quantamagazine.org/studies-rescue-ligos-gravitational-wave-signal-from-the-noise-20181213/ |titel=New Studies Rescue Gravitational-Wave Signal From the Noise |autor=Nathalie Wolchover |werk=Quanta magazine |datum=2018-12-13 |sprache=en |abruf=2025-09-20}}</ref>

Mitglieder des LIGO-Konsortiums haben allerdings eingeräumt, dass Abbildungen in der Veröffentlichung zum ersten Nachweis der Gravitationswellen (Abbott et al., 2015)<ref name="PhysRevLett.116.061102" /> aus pädagogischen Gründen per Hand und nach Augenmaß (“hand-tuned for pedagogical purposes”, “by eye”) angepasst wurden, ohne dies offenzulegen.<ref>{{Internetquelle |autor=M. Brooks |datum=2018-10-31 |titel=Grave doubts over LIGO’s discovery of gravitational waves |werk=New Scientist |url=https://www.newscientist.com/article/mg24032022-600-exclusive-grave-doubts-over-ligos-discovery-of-gravitational-waves/ |abruf=2025-10-03}}</ref>

== Weblinks ==
{{Commonscat}}
{{Wiktionary}}
* [https://www.ligo.caltech.edu/ LIGO-Website] (englisch)
* [https://www.advancedligo.mit.edu/ Advanced LIGO-Website] (englisch)
* [https://www.ligo.caltech.edu/video/ligo01032005v Einstein’s Messengers], Film über Gravitationswellen und LIGO (englisch)
* [http://maps.google.com/maps?ll=30.546887,-90.781746&spn=0.067554,0.120352&t=k Livingston Observatorium mit Google Maps]
* [http://maps.google.com/maps?ll=46.458555,-119.430485&spn=0.054036,0.120352&t=k Hanford Observatorium mit Google Maps]
* [https://einsteinathome.org/ Einstein@Home: Suche nach Gravitationswellen in LIGO-Daten]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Hinweis Seiten-Koordinaten}}
{{Normdaten|TYP=s|GND=7739546-3}}

[[Kategorie:Gravitationswellendetektor]]
[[Kategorie:Forschungsinstitut in den Vereinigten Staaten]]
[[Kategorie:Abkürzung]]
[[Kategorie:Hanford (Washington)]]
[[Kategorie:Organisation (Benton County, Washington)]]
[[Kategorie:Livingston Parish]]
[[Kategorie:Organisation (Louisiana)]]
[[Kategorie:Wissenschaft in Washington]]
[[Kategorie:Wissenschaft in Louisiana]]
[[Kategorie:Forschungseinrichtungsgründung 1992]]

LIGO - Versionsgeschichte

imported>GünniX: WPCleaner v2.05 - Begriffsklärung. - Transient / Wikipedia:WPSK (Weblink mit doppeltem http://)