Progress and challenges in advanced ground-based gravitational-wave detectors

  • M. Adier
  • F. Aguilar
  • T. Akutsu
  • M. A. Arain
  • M. Ando
  • L. Anghinolfi
  • P. Antonini
  • Y. Aso
  • B. W. Barr
  • L. Barsotti
  • M. G. Beker
  • A. S. Bell
  • L. Bellon
  • A. Bertolini
  • C. Blair
  • M. R. Blom
  • C. Bogan
  • C. Bond
  • F. S. Bortoli
  • D. Brown
  • B. C. Buchler
  • H. J. Bulten
  • G. Cagnoli
  • M. Canepa
  • L. Carbone
  • E. Cesarini
  • B. Champagnon
  • D. Chen
  • A. Chincarini
  • A. Chtanov
  • S. S. Y. Chua
  • G. Ciani
  • E. Coccia
  • A. Conte
  • M. Cortese
  • M. Daloisio
  • M. Damjanic
  • R. A. Day
  • D. De Ligny
  • J. Degallaix
  • M. Doets
  • V. Dolique
  • K. Dooley
  • S. Dwyer
  • M. Evans
  • M. Factourovich
  • V. Fafone
  • S. Farinon
  • D. Feldbaum
  • R. Flaminio
  • D. Forest
  • C. Frajuca
  • M. Frede
  • A. Freise
  • T. Fricke
  • D. Friedrich
  • P. Fritschel
  • V. V. Frolov
  • P. Fulda
  • M. Geitner
  • G. Gemme
  • J. Gleason
  • S. Goßler
  • N. Gordon
  • C. Gräf
  • M. Granata
  • S. Gras
  • M. Gross
  • H. Grote
  • R. Gustafson
  • M. Hanke
  • M. Heintze
  • E. Hennes
  • S. Hild
  • S. H. Huttner
  • K. Ishidoshiro
  • K. Izumi
  • K. Kawabe
  • S. Kawamura
  • F. Kawazoe
  • M. Kasprzack
  • A. Khalaidovski
  • N. Kimura
  • S. Koike
  • T. Kume
  • A. Kumeta
  • K. Kuroda
  • P. Kwee
  • B. Lagrange
  • P. K. Lam
  • M. Landry
  • S. Leavey
  • M. Leonardi
  • T. Li
  • Z. Liu
  • M. Lorenzini
  • G. Losurdo
  • D. Lumaca
  • J. Macarthur
  • N. S. Magalhaes
  • E. Majorana
  • V. Malvezzi
  • V. Mangano
  • G. Mansell
  • J. Marque
  • R. Martin
  • D. Martynov
  • N. Mavalvala
  • D. E. McClelland
  • G. D. Meadors
  • T. Meier
  • A. Mermet
  • C. Michel
  • Y. Minenkov
  • C. M. Mow-Lowry
  • L. Mudadu
  • C. L. Mueller
  • G. Mueller
  • F. Mul
  • D. Nanda Kumar
  • I. Nardecchia
  • L. Naticchioni
  • M. Neri
  • Y. Niwa
  • M. Ohashi
  • K. Okada
  • P. Oppermann
  • L. Pinard
  • J. Poeld
  • M. Prato
  • G. A. Prodi
  • O. Puncken
  • P. Puppo
  • V. Quetschke
  • D. H. Reitze
  • P. Risson
  • A. Rocchi
  • N. Saito
  • Y. Saito
  • Y. Sakakibara
  • B. Sassolas
  • A. Schimmel
  • R. Schnabel
  • R. M. S. Schofield
  • E. Schreiber
  • V. Sequino
  • E. Serra
  • D. A. Shaddock
  • A. Shoda
  • D. H. Shoemaker
  • K. Shibata
  • D. Sigg
  • N. Smith-Lefebvre
  • K. Somiya
  • B. Sorazu
  • M. S. Stefszky
  • K. A. Strain
  • N. Straniero
  • T. Suzuki
  • R. Takahashi
  • D. B. Tanner
  • G. Tellez
  • T. Theeg
  • C. Tokoku
  • K. Tsubono
  • T. Uchiyama
  • S. Ueda
  • H. Vahlbruch
  • G. Vajente
  • C. Vorvick
  • J. F. J. van den Brand
  • A. Wade
  • R. Ward
  • P. Wessels
  • L. Williams
  • B. Willke
  • L. Winkelmann
  • K. Yamamoto
  • J.-P. Zendri
Research Article
Part of the following topical collections:
  1. The First Century of General Relativity: GR20/Amaldi10

Abstract

The Amaldi 10 Parallel Session C3 on Advanced Gravitational Wave detectors gave an overview of the status and several specific challenges and solutions relevant to the instruments planned for a mid-decade start of observation. Invited overview talks for the Virgo, LIGO, and KAGRA instruments were complemented by more detailed discussions in presentations and posters of some instrument features and designs.

Keywords

Gravitational wave detectors Optics Interferometry 

References

  1. 1.
    Aasi, J. et al.: arXiv:1304.0670 (2013)
  2. 2.
    Accadia, T., et al.: The virgo collaboration. JINST 7, P03012 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Freise, A., Heinzel, G., Lück, H., Schilling, R., Willke, B., Danzmann, K. Class. Quantum Gravity 21, S1067, the program is http://www.gwoptics.org/finesse (2004)
  4. 4.
    Fafone, V., et al.: Virgo note 0677E–09Google Scholar
  5. 5.
    Blom, M.R., et al.: Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 718, 466–470 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    Winkelmann, L., et al.: Appl. Phys. B Lasers Opt. 102(3), 529–538 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    Kwee, P., et al.: Opt. Express 20(10), 10617–10634 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    Kwee, P., et al.: Opt. Lett. 36(18), 3563–3565 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. 9.
    Kwee, P., et al.: Rev. Sci. Instrum. 78, 073103 (2007)ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. 10.
    Meier, T., et al.: Opt. Lett. 35(22), 3742–3744 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. 11.
    Carbone, L., et al.: Phys. Rev. Lett. 110, 251101 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    Theeg, T., et al.: IEEE Photonics Technol. Lett. 24(20), 1864–1867 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. 13.
    Was, M., et al.: A fixed false alarm probability figure of merit for gravitational wave detectors, in preparationGoogle Scholar
  14. 14.
    Lück, H., et al.: J. Phys. Conf. Ser. 228, 012012+ (2010)CrossRefGoogle Scholar
  15. 15.
    Grote, H., et al.: Phys. Rev. Lett. 110, 181101+ (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. 16.
    Wittel, H., et al.: Thermal Correction of Astigmatism in the Gravitational Wave Observatory GEO 600, in preparationGoogle Scholar
  17. 17.
    Westphal, T., et al.: Appl. Phys. B. 106(3), 551–557 (2012)Google Scholar
  18. 18.
    Dahl, K., et al.: Class. Quantum Gravity 29, 095024 (2012)ADSCrossRefGoogle Scholar
  19. 19.
    Wanner, A., et al.: Class. Quantum Gravity 29, 245007 (2012)Google Scholar
  20. 20.
    Gräf, C., et al.: Class. Quantum Gravity 29, 075003 (2012)Google Scholar
  21. 21.
    Blair, C., Susmithan, S., Zhao, C., Fang, Q., Ju, L., Blair, D.: Phys. Lett. A 377(31–33), 1970–1973 (2013). doi:10.1016/j.physleta.2013.05.019 ADSCrossRefGoogle Scholar
  22. 22.
    Sorazu, B., et al.: Class. Quantum Gravity 30, 035004 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. 23.
    Bond, C., Fulda, P., Carbone, L., Kokeyama, K., Freise, A.: Phys. Rev. D 84, 102002 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  24. 24.
    Hong, T., Miller, J., Yamamoto, H., Chen, Y., Adhikari, R.: Phys. Rev. D 84, 102001 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  25. 25.
    Bellon, L., Ciliberto, S., Boubaker, H., Guyon, L.: Opt. Commun. 207, 49–56 (2002)ADSCrossRefGoogle Scholar
  26. 26.
    Rocchi, A., et al.: J.P.C.S. 363, 012016 (2012)Google Scholar
  27. 27.
    Lawrence, R.C.: Active Wavefront Correction in Laser Interferometric Gravitational Waves Detectors, PhD thesis, MIT (2003)Google Scholar
  28. 28.
    Ando, M., et al.: Phys. Rev. Lett. 105(16), 161101 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  29. 29.
    Braginsky, V.B., Strigin, S.E., Vyatchanin, S.P.: Phys. Lett. A 287(56), 3 (2001)Google Scholar
  30. 30.
    Evans, M., Barsotti, L., Fritschel, P.: Phys. Lett. A 374, 4 (2010)CrossRefGoogle Scholar
  31. 31.
    Zhao, C., Ju, L., Fan, Y., Gras, S., Slagmolen, B.J.J., Miao, H., Barriga, P., Blair, D.G.: Phys. Rev. A 78, 2 (2008)Google Scholar
  32. 32.
    Kawazoe, F., Schilling, R., Lück, H.: J. Opt. 13, 055504 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  33. 33.
    Chua, S.S.Y., et al.: Opt. Lett. 36(23), 4680 (2011)ADSCrossRefGoogle Scholar
  34. 34.
    Arain, M., et al.: Opt. Express 18, 2767 (2010)ADSCrossRefGoogle Scholar
  35. 35.
    Liu, Z., et al.: Appl. Opt. 26(52), 6452 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  36. 36.
    Aasi, J., et al.: Nat. Photon 7, 613–619 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  37. 37.
    Chua, S.S.Y., et al.: Preprint arXiv:1307.8176v2 (2013)
  38. 38.
    Dwyer, S., et al.: Opt. Express 16, 19047–19060 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  39. 39.
    Frajuca, C., et al.: CQG 7, 1961 (2002)ADSCrossRefGoogle Scholar
  40. 40.
    Anghinolfi, L.: J. Phys. D Appl. Phys. 46, 455301 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  41. 41.
    Evans, M., Barsotti, L., Kwee, P., Harms, J., Miao, H.: Phys. Rev. D 88, 022002 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  42. 42.
    Day, R.A., Vajente, G., Kasprzack, M., Marque, J.: Phys. Rev. D 87, 082003 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar
  43. 43.
    Vajente, G., Day, R.A.: Phys. Rev. D 87, 122005 (2013)ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Springer Science+Business Media New York 2014

Authors and Affiliations

  • M. Adier
    • 1
  • F. Aguilar
    • 2
  • T. Akutsu
    • 3
  • M. A. Arain
    • 4
  • M. Ando
    • 5
  • L. Anghinolfi
    • 6
    • 7
  • P. Antonini
    • 8
  • Y. Aso
    • 5
  • B. W. Barr
    • 9
  • L. Barsotti
    • 10
  • M. G. Beker
    • 11
  • A. S. Bell
    • 9
  • L. Bellon
    • 2
  • A. Bertolini
    • 11
  • C. Blair
    • 12
  • M. R. Blom
    • 11
  • C. Bogan
    • 13
  • C. Bond
    • 9
    • 14
  • F. S. Bortoli
    • 15
  • D. Brown
    • 14
  • B. C. Buchler
    • 16
  • H. J. Bulten
    • 11
    • 17
  • G. Cagnoli
    • 1
  • M. Canepa
    • 7
    • 18
    • 19
  • L. Carbone
    • 9
    • 14
  • E. Cesarini
    • 20
  • B. Champagnon
    • 21
  • D. Chen
    • 22
  • A. Chincarini
    • 19
  • A. Chtanov
    • 23
  • S. S. Y. Chua
    • 16
  • G. Ciani
    • 4
  • E. Coccia
    • 20
  • A. Conte
    • 24
    • 25
  • M. Cortese
    • 20
  • M. Daloisio
    • 26
    • 27
  • M. Damjanic
    • 28
  • R. A. Day
    • 29
  • D. De Ligny
    • 21
  • J. Degallaix
    • 1
  • M. Doets
    • 11
  • V. Dolique
    • 1
  • K. Dooley
    • 30
  • S. Dwyer
    • 10
  • M. Evans
    • 10
  • M. Factourovich
    • 31
  • V. Fafone
    • 20
  • S. Farinon
    • 19
  • D. Feldbaum
    • 4
  • R. Flaminio
    • 1
  • D. Forest
    • 1
  • C. Frajuca
    • 15
  • M. Frede
    • 32
  • A. Freise
    • 9
    • 14
  • T. Fricke
    • 13
  • D. Friedrich
    • 3
  • P. Fritschel
    • 10
  • V. V. Frolov
    • 33
  • P. Fulda
    • 4
    • 9
  • M. Geitner
    • 2
  • G. Gemme
    • 19
  • J. Gleason
    • 4
  • S. Goßler
    • 13
  • N. Gordon
    • 9
  • C. Gräf
    • 9
  • M. Granata
    • 1
  • S. Gras
    • 10
  • M. Gross
    • 23
  • H. Grote
    • 30
  • R. Gustafson
    • 34
  • M. Hanke
    • 13
  • M. Heintze
    • 4
  • E. Hennes
    • 11
  • S. Hild
    • 9
  • S. H. Huttner
    • 9
  • K. Ishidoshiro
    • 35
  • K. Izumi
    • 36
  • K. Kawabe
    • 36
  • S. Kawamura
    • 22
  • F. Kawazoe
    • 30
  • M. Kasprzack
    • 29
    • 37
  • A. Khalaidovski
    • 13
    • 22
  • N. Kimura
    • 38
  • S. Koike
    • 38
  • T. Kume
    • 38
  • A. Kumeta
    • 39
  • K. Kuroda
    • 22
  • P. Kwee
    • 13
  • B. Lagrange
    • 1
  • P. K. Lam
    • 16
  • M. Landry
    • 36
  • S. Leavey
    • 9
  • M. Leonardi
    • 40
  • T. Li
    • 2
  • Z. Liu
    • 4
    • 41
  • M. Lorenzini
    • 20
  • G. Losurdo
    • 42
  • D. Lumaca
    • 20
  • J. Macarthur
    • 9
  • N. S. Magalhaes
    • 43
  • E. Majorana
    • 24
    • 25
  • V. Malvezzi
    • 20
  • V. Mangano
    • 44
  • G. Mansell
    • 16
  • J. Marque
    • 29
  • R. Martin
    • 4
  • D. Martynov
    • 33
  • N. Mavalvala
    • 10
  • D. E. McClelland
    • 16
  • G. D. Meadors
    • 34
  • T. Meier
    • 13
  • A. Mermet
    • 21
  • C. Michel
    • 1
  • Y. Minenkov
    • 20
  • C. M. Mow-Lowry
    • 16
  • L. Mudadu
    • 20
  • C. L. Mueller
    • 4
  • G. Mueller
    • 4
  • F. Mul
    • 11
  • D. Nanda Kumar
    • 4
  • I. Nardecchia
    • 20
  • L. Naticchioni
    • 24
  • M. Neri
    • 19
    • 45
  • Y. Niwa
    • 3
  • M. Ohashi
    • 22
  • K. Okada
    • 5
  • P. Oppermann
    • 13
  • L. Pinard
    • 1
  • J. Poeld
    • 13
  • M. Prato
    • 19
    • 46
  • G. A. Prodi
    • 40
  • O. Puncken
    • 28
  • P. Puppo
    • 25
  • V. Quetschke
    • 4
    • 47
  • D. H. Reitze
    • 4
  • P. Risson
    • 1
  • A. Rocchi
    • 20
  • N. Saito
    • 48
  • Y. Saito
    • 38
  • Y. Sakakibara
    • 22
  • B. Sassolas
    • 1
  • A. Schimmel
    • 11
  • R. Schnabel
    • 13
  • R. M. S. Schofield
    • 49
  • E. Schreiber
    • 30
  • V. Sequino
    • 20
  • E. Serra
    • 50
  • D. A. Shaddock
    • 16
  • A. Shoda
    • 5
  • D. H. Shoemaker
    • 10
  • K. Shibata
    • 5
  • D. Sigg
    • 36
  • N. Smith-Lefebvre
    • 10
  • K. Somiya
    • 39
  • B. Sorazu
    • 9
  • M. S. Stefszky
    • 16
  • K. A. Strain
    • 9
  • N. Straniero
    • 1
  • T. Suzuki
    • 38
  • R. Takahashi
    • 3
  • D. B. Tanner
    • 4
  • G. Tellez
    • 4
  • T. Theeg
    • 28
  • C. Tokoku
    • 22
  • K. Tsubono
    • 5
  • T. Uchiyama
    • 22
  • S. Ueda
    • 39
  • H. Vahlbruch
    • 30
  • G. Vajente
    • 51
  • C. Vorvick
    • 36
  • J. F. J. van den Brand
    • 11
    • 17
  • A. Wade
    • 16
  • R. Ward
    • 16
  • P. Wessels
    • 28
  • L. Williams
    • 4
  • B. Willke
    • 13
  • L. Winkelmann
    • 28
  • K. Yamamoto
    • 22
  • J.-P. Zendri
    • 27
  1. 1.Laboratoire des Matériaux Avancés (CNRS/IN2P3)Université de LyonLyonFrance
  2. 2.Ecole Normale SupérieureLyonFrance
  3. 3.National Astronomical ObservatoryMitaka-shiJapan
  4. 4.University of FloridaGainesvilleUSA
  5. 5.Department of PhysicsUniversity of TokyoTokyoJapan
  6. 6.Laboratory for Micro and NanotechnologyPaul Scherrer InstituteVilligenSwitzerland
  7. 7.Universit degli Studi di GenovaGenovaItaly
  8. 8.Centro Ricerche E.FermiRomaItaly
  9. 9.SUPA School of Physics and AstronomyUniversity of GlasgowGlasgowScotland, UK
  10. 10.Massachusetts Institute of Technology, NW 22-295CambridgeUSA
  11. 11.Nikhef Amsterdam, Science Park 105AmsterdamThe Netherlands
  12. 12.M013 University of Western AustraliaNedlandsAustralia
  13. 13.Albert-Einstein-Institut, Max-Planck-Institut fuer Gravitationsphysik and Leibniz Universität HannoverHannoverGermany
  14. 14.School of Physics and AstronomyUniversity of BirminghamBirminghamUK
  15. 15.IFSPSao PauloBrazil
  16. 16.Department of Quantum ScienceThe Australian National UniversityActonAustralia
  17. 17.VU University AmsterdamAmsterdamThe Netherlands
  18. 18.Consorzio Interuniversitario per le Scienze Fisiche della Materia (CNISM), Sezione di GenovaGenovaItaly
  19. 19.Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di GenovaGenovaItaly
  20. 20.INFN Roma Tor VergataRomaItaly
  21. 21.Institut Lumière MatièreVilleurbanneFrance
  22. 22.Institute for Cosmic Ray Research (ICRR)The University of TokyoChibaJapan
  23. 23.CSIRO Division of Materials Science and EngineeringLindfieldAustralia
  24. 24.Universit di Roma “La Sapienza”RomaItaly
  25. 25.Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di RomaRomaItaly
  26. 26.Padova UniversityPadovaItaly
  27. 27.INFNPadovaItaly
  28. 28.Laser Zentrum Hannover e.V.HannoverGermany
  29. 29.European Gravitational ObservatoryCascinaItaly
  30. 30.Albert-Einstein-Institut, Max-Planck-Institut fuer GravitationsphysikHannoverGermany
  31. 31.Columbia UniversityNew YorkUSA
  32. 32.neoLASE GmbHHannoverGermany
  33. 33.LIGO Livingston ObservatoryLivingstonUSA
  34. 34.University of MichiganAnn ArborUSA
  35. 35.Tohoku UniversitySendaiJapan
  36. 36.LIGO Hanford ObservatoryRichlandUSA
  37. 37.Laboratoire de l’Accélérateur LinéaireOrsayFrance
  38. 38.High Energy Accelerator Research Organization (KEK)TsukubaJapan
  39. 39.Tokyo Institute of TechnologyTokyoJapan
  40. 40.Trento University and INFNPovoItaly
  41. 41.School of Applied and Engineering PhysicsCornell UniversityIthacaUSA
  42. 42.Istituto Nazionale di Fisica NucleareFirenzeItaly
  43. 43.UNIFESPSao PauloBrazil
  44. 44.INFNRomaItaly
  45. 45.Universit degli Studi di GenovaGenovaItaly
  46. 46.Nanochemistry, Istituto Italiano di Tecnologia (IIT)RomaItaly
  47. 47.The University of Texas at BrownsvilleBrownsvilleUSA
  48. 48.Graduate School of Humanities and SciencesOchanomizu UniversityTokyoJapan
  49. 49.University of OregonEugeneUSA
  50. 50.IFN CNR-FBK and INFNPovoItaly
  51. 51.Istituto Nazionale di Fisica NuclearePisaItaly

Personalised recommendations