En interaktiv videnskabelig udstilling baseret på en virkelig gravitationsbølgedetektor

Gravitationsbølgeforskere har designet og bygget en interaktiv videnskabsudstilling, der er modelleret på en virkelig gravitationsbølgedetektor for at forklare gravitationsbølgevidenskab. Det er udviklet af et internationalt team, som omfatter forskere nu ved OzGrav ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav).

Den nyligt offentliggjorte forskningsartikel er nu omtalt i American Journal of Physics og udstillingen, som kaldes et Michelson interferometer, er udstillet på længere sigt på Thinktank Birmingham Science Museum i Storbritannien. Projektet har en varig international indflydelse med online-instruktioner og styklister tilgængelige for andre til at konstruere deres egne versioner af udstillingen.

Observationer af gravitationsbølger - krusninger i rummets og tidens struktur - har udløst øget offentlig interesse for dette forskningsområde. Effekten af ​​gravitationsbølger er en strækning og sammenklemning af afstande mellem objekter. Virkelige observatorier er store komplekse enheder baseret på Michelson-interferometeret, der bruger laserlys til at søge efter passerende gravitationsbølger.

I et Michelson interferometer, laserlys opdeles i to vinkelrette stråler af en stråledeler; strålerne af laserlys, der bevæger sig ned ad detektorarmene, reflekterer fra spejle tilbage til stråledeleren, hvor de rekombinerer og producerer et interferensmønster. Hvis den relative længde af armene ændres, interferensmønsteret vil ændre sig. Udstillingsmodellen kan ikke detektere gravitationsbølger, men den er ekstremt følsom over for vibrationer i rummet!

Michelson interferometer-udstillingen har et attraktivt højglansdesign, ved hjælp af optik af laboratoriekvalitet og specialfremstillede komponenter, trække folk ind for at se nærmere. En liste over alle de dele, der bruges i det indviklede design, er tilgængelig på den officielle hjemmeside - skaberne fortsætter med at undersøge billige designs ved hjælp af laserpointere og byggeklodser.

På videnskabsmesser, eksperter er normalt til stede for at forklare de udstillede genstande; imidlertid, sådan er det ikke på et museum. "Udstillinger skal være let tilgængelige med selvstyret læring, " forklarer OzGrav postdoc Dr. Hannah Middleton, et af projekterne leder fra University of Melbourne.

"Vi har udviklet tilpasset interaktiv software til udstillingen, hvorigennem en bruger kan få adgang til forklarende videoer, animationer, billeder, tekst, og en quiz. Brugere kan også interagere direkte med interferometeret ved at trykke på knapper for at indtaste en simuleret gravitationsbølge, og producere en synlig ændring i interferensmønsteret."

Gravitationsbølgeudstillingen giver et varigt engagement i Birminghams familievidenskabsmuseum og blev udstillet i London på Royal Society Summer Science Exhibition 2017. Projektet førte til yderligere engagementsmuligheder, herunder Gravity Synth, et musikinstrument baseret på et Michelson interferometer. Gravity Synth blev udviklet gennem et samarbejde mellem den Birmingham-baserede audiovisuelle kunstner Leon Trimble og gravitationsbølgeforskere, herunder OzGrav-forskerne Dr. Aaron Jones (University of Western Australia) og Dr. Hannah Middleton (University of Melbourne).

Dr. Jones forklarer:"Efter dette projekt, Jeg blev inspireret til at nedbryde traditionelle barrierer mellem kunst og videnskab og udvikle en kunstvidenskabelig oplevelse til vores gensidige fordel." Gravity Synth EP'en er tilgængelig her, og projektet blev inkluderet som en del af LIGO Magazines særlige indslag om kunst, musik og gravitationsbølger.