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宇宙の波紋を通して宇宙を見る| MITニュース

2015年9月上旬、当時MITの研究科学者であったSalvatore Vitaleは、ブダペストでの会議に出席した後、両親とすぐに訪問するためにイタリアの家を止めました。この会議は、高度なLigoの待望のパワーアップに集中していました。システム科学者は、重力波として知られる時空の通過波紋を最終的に検出することを望んでいました。アルバート・アインシュタインは、ほぼ100年前にこれらの宇宙の反響の存在を予測し、測定することは不可能だと考えていました。しかし、Vitaleを含む科学者は、新しいRipple Detectorでショットがあるかもしれないと信じていました。ブダペストでの会議で、チームのメンバーは、慎重ではあるが、楽器が有望な兆候を拾うまでに数ヶ月または数年かかる可能性があることを認めて興奮していました。しかし、彼が家族と一緒に長い間訪問するために到着した翌日、ヴィターレは大きな驚きを受けました。「翌日、私たちはこれまでにない最初の重力波を検出します」と彼は思い出します。 「そしてもちろん、私は自分自身を部屋に閉じ込めて、それに取り組み始めなければなりませんでした。」Vitaleと彼の同僚は、シグナルを科学的に確認し、そのソースを特徴付ける前に、ニュースが抜け出すのを防ぐために秘密に取り組む必要がありました。つまり、彼の両親でさえ、彼が何に取り組んでいたかを知ることができなかったことを意味していました。 VitaleはMITのために出発し、クリスマスに戻ってくると約束しました。「そして確かに、私は12月25日に家に帰り、26日に2番目の重力波を検出します！その時点で、私は彼らに秘密を誓い、何が起こったのかを伝えなければなりませんでした。そうしないと、彼らは家族の記録から私の名前を打つでしょう」と彼は言います。家族の平和が回復したことで、ヴィターレは先の道に焦点を合わせることができました。彼と彼の同僚は、Ligo Scientific Collaborationの一環として、の検出を発表しました 最初の重力波 2016年2月、アインシュタインの予測を確認しました。 Vitaleにとって、その瞬間は彼の職業上の目的を固めました。「リゴが重力波を検出していなかった場合、私は今日の場所ではないでしょう」とヴィターレは言います。 「確かに、私はこれを適切なタイミングで、私にとって、そして楽器と科学のためにやっていることがとても幸運でした。」数ヶ月後、ヴィターレは物理学の助教授としてMIT教員に加わりました。今日、彼は最近終身在住の准教授として、日本の高度なリゴ（イタリアの同様の検出器）とカグラからの重力信号の恵みを分析するために学生と協力しています。これらの天文台の合計力により、科学者は週に少なくとも1つの重力波を検出できるようになりました。これにより、ブラックホールの融合から衝突中性子星まで、多くの極端なソースが明らかになりました。「重力波は、私たちに同じ宇宙の別の見方を与えてくれます。ランダムモーションヴィターレは、イタリア南部の小さな沿岸都市であるレッジオ・ディ・カラブリアからのもので、彼が言うように「ブーツの先端」にあります。彼の家族は地元の食料品店を所有して経営し、そこで彼は子供のように多くの時間を過ごし、店内のほぼすべてのワインの名前を暗唱できました。彼が9歳のとき、彼は中古の本も販売している地元のニューススタンドに立ち寄ったことを覚えています。彼は、アルバート・アインシュタインによって2冊の本を購入するために、彼が持っていたすべてのお金を集めました。 1つ目は、物理学者から友人や家族への手紙のコレクションでした。 2つ目は、彼の相対性理論でした。「私は手紙を読んでから、2冊目の本を読んで、私にとって何も意味しないこれらの奇妙なシンボルを見たことを覚えています」とヴィターレは回想します。それにもかかわらず、子供は夢中になり、物理学とその後の量子力学を読み続けました。高校の終わりに向かって、Vitaleが大学に進むことができるかどうかは明らかではありませんでした。大規模な食料品チェーンは両親の店を廃業しており、その過程で家族は家を失い、損失を回復するのに苦労していました。しかし、両親の支援により、Vitaleはボローニャ大学に応募し、受け入れられ、そこで理論物理学の学士と修士号を取得し、一般相対性理論を専門とし、アインシュタインの方程式を解決する方法を近似しました。彼はパリのピエールとマリー・キュリー大学の理論物理学の博士号を追求し続けました。「それから、物事は非常にランダムな方法で変化しました」と彼は言います。VitaleのPhDアドバイザーは会議を開催し、Vitaleはバッジやチラシを配り、ゲストがベアリングを手に入れるのを手伝うことを志願しました。その最初の日、1人のゲストが彼の注意を引きました。「この男は床に座っているのを見て、彼がUbuntuコンピューターをWi-Fiに接続できなかったので、彼のコンピューターに頭を叩いているのを見ます。 「だから私は彼を助けようとし、惨めに失敗しましたが、私たちはチャットを始めました。」ゲストはたまたまアリゾナ州の教授であり、重力波シグナルの分析を専門としていました。会議の過程で、二人はお互いを知るようになり、教授はヴィターレをアリゾナに招待して研究グループと協力しました。予想外の機会は、ヴィターレがそうでなければ通り過ぎたかもしれない重力波物理学への扉を開きました。「私が学部生と彼らのキャリアをどのように計画できるかと話すとき、私はあなたができることを知らないと言います」とヴィターレは言います。 「あなたが望むことができるのは、全体的に正しい方向に進むランダムな動きです。」リスクが高く、高い報酬Vitaleは、アリゾナ州プレスコットにあるEmbry-Riddle Aeronautical Universityで2か月を過ごし、そこで重力波のシミュレートされたデータを分析しました。当時、2009年頃、誰も重力波の実際の信号を検出していませんでした。 Ligo検出器の最初の反復は、2002年に観測を開始しましたが、これまでに空っぽになりました。「私の最初の数年のほとんどは、そもそも実際のデータがなかったため、完全にシミュレートされたデータで動作していました。それは、それが明らかな道ではなかったので、多くの人々がフィールドを離れるようになりました」とヴィターレは言います。それにもかかわらず、彼がアリゾナで行った仕事は彼の興味をそそり、ヴィターレは重力波物理学を専門とすることを選択し、パリに戻って博士号を取得し、その後、オランダ国立亜原子物理学研究所であるNikhefでポスドクの地位に進みました。アムステルダム大学で。そこで、彼はおとめ座のコラボレーションのメンバーとして参加し、重力波コミュニティ間のさらなるつながりを作りました。2012年、彼はマサチューセッツ州ケンブリッジに移り、そこでMITのLigo Laboratoryでポスドクとしてスタートしました。当時、科学者は高度な高度なLigoの検出器を微調整し、それらが拾う可能性のある信号の種類をシミュレートすることに焦点を合わせていました。 Vitaleは、重力波になる可能性のある信号を検索するアルゴリズムの開発に役立ちました。検出器が最初の観察走行のためにオンになる直前に、Vitaleは研究科学者に昇進しました。そして、運が良ければ、彼は2つのアルゴリズムのうちの1つでMITの学生や同僚と協力していたため、後に初めての重力波であることが確認されるものを取り上げました。「エキサイティングでした」とヴィターレは回想します。 「また、それが本物であると自分自身を納得させるのに数週間かかりました。」続いた旋風で 公式発表、VitaleはMITの物理学部の助教授になりました。 2017年、発見を認めて、ノーベル物理学賞 3人の重要なメンバーに授与されました MITのRainier Weissを含むLigoチームの。 VitaleとLigo-Virgoのコラボレーションの他のメンバーは、スウェーデンのストックホルムでのノーベル式典に出席しました。2022年、彼は准教授に昇進しました。ヴィターレは、リゴ、乙女座、カグラからの重力波シグナルを分析することに加えて、さらに大きく、より良いリゴの後継者の計画を推進しています。彼はの一部です コスミックエクスプローラープロジェクト、これは、デザインがLIGOに似ているが10倍大きい重力波検出器を構築することを目的としています。その規模では、科学者は、そのような楽器が、宇宙の始まりに近い空間と時間がはるかに遠くにあるソースから信号を拾うことができると信じています。その後、科学者は、宇宙で形成された最初のブラックホールなど、これまでにない情報源を探すことができました。彼らはまた、LigoやVirgoと同じ近所を検索することもできますが、より高い精度で検索することもできます。その後、彼らはアインシュタインが予測しなかった重力シグナルを見るかもしれません。「アインシュタインは、88日ごとに太陽を丸で囲む水銀の動きから、太陽の質量の30倍のブラックホールなどのオブジェクトまで、すべてを説明するために相対性の理論を開発しました」ヴィターレ言う。 「両方のケースで同じ理論が機能するはずの理由はありませんが、これまでのところ、そう思われ、相対性からの逸脱は見つかりませんでした。しかし、あなたは決して知りません、そしてあなたは見続けなければなりません。高い報酬のために、それは高いリスクです。」 #宇宙の波紋を通して宇宙を見る #MITニュース