Verbesserter Freifalltest des Schwachen Äquivalenzprinzips
Final Report Abstract
Ziel dieses Projektes war es in einem Freifall-Experiment das Schwache Äquivalenzprinzip mit einer Genauigkeit von besser als 10^-12 zu testen. Zu diesem Zweck wurden folgende Arbeiten durchgeführt: (i) Hochpräzise Testmassenfertigung sowie Vermessung derselben (in Kooperation mit der PTB), (ii) Entwicklung eines Beschichtungsverfahrens in der PTB für innere Hohlzylinder. (iii) Design und Fertigung der Zerodurträgerstruktur, (iv) Beschichtung des Zerodurs mit Gold oder Niob, sowie Fertigung der Elektrodenstruktur mittels Laser und Mikrofräse für die EPS- bzw. SQUID-Sensorik, (iii) Positionierung der Testmasse mittels eines elektrostatischen Positionierungssystems (EPS), (iv) Positionsmessung mittels der SQUID- Sensoren, (v) weitere experimentelle Komponenten wie Freeflyer, Kryo-Technik, Regelungssoftware, etc. wurden größtenteils bis zur geforderten Spezifikation weiterentwickelt. Die theoretische Abschätzung des EPS hat gezeigt, dass Beschleunigungen von 10^-8 m/s2/Hz^1/2 in der Bandbreite 0,01 bis 1Hz gemessen werden können. Entgegen den Vorabsprachen mit dem Hersteller gab es jedoch in der Fertigung der Zerodurkörper erhebliche Zeitverzögerungen. Daher konnte in der Projektzeit das Vorhaben nicht zu Ende gebracht werden. Dennoch sind im Verlauf dieses Projektes sehr viele technische Entwicklungen entstanden und es haben sich die nationalen und internationalen Kooperationen (ONERA, University Stanford, PTB, BIAS, IMSAS, etc.) weiter vertieft.
Publications
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Analyse der elastischen Verformungen von optischen Resonatoren in erdgebundenen und Weltraumexperimenten. Dissertation Universität Bremen 2006
S. Scheithauer
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Analytical solution for the deformation of a cylinder under tidal gravitational forces. Class. Quantum Grav.. 23, 7273–7295 (2006)
S. Scheithauer and C. Lämmerzahl
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Kryogene Gütevermessung an optischen Substratmaterialien für zukünftige Gravitationswellendetektoren. Dissertation Friedrich-Schiller-Universität Jena 2006
R. Nawrodt
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„Magnetron sputter process for inner cylinder coatings“. Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig, Germany, 24.6.2008, Elsevier B.V.
D. Hagedorn, F. Löffler and R. Meeß
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Inno No.43 (2009). „Lasermikrobearbeitung in der Gravitationsforschung“
