Magnetically induced forces during LISA Pathfinder in-flight operations

Resum

Les ones gravitatòries van ser predites per Albert Einstein l’any 1915 dintre del marc de la teoria de la Relativitat General. Segons aquesta teoria, la qual representa la vigent comprensió de la interacció gravitatòria, moviments violents en sistemes de grans quantitats de massa generen pertorbacions que es propaguen en l’espai i el temps, transportant amb elles energia del sistema originari. L’any 2015, La col·laboració LIGO va revolucionar el món de la física amb el seu anunci de la detecció de les ones gravitacionals produïdes per la violenta col·lisió de dos forats negrets._x000D_ Els detectors terrestres com LIGO veuen limitada la seva capacitat de detecció a freqüències per sota dels Hertz degut al soroll sísmic i d’origen humà. Per aquesta raó l’Agència Espacial Europea (ESA) ha decidit posar en òrbita un observatori d’aquestes característiques a la dècada del 2030. Prèviament, i per tal de provar la tecnologia necessària, el Desembre de 2015 es llençà el satèl·lit LISA Pathfinder (LPF), una missió que tenia com a objectiu posar a prova les tecnologies necessàries per a la detecció d’ones gravitatòries a l’espai. Amb aquesta finalitat el satèl·lit ha dut a terme una mesura pionera a l’espai. Es tracta de situar dues masses de prova separades 38 cm en una caiguda lliure nominalment perfecta, és a dir, que aquestes dues masses només es vegin afectades per la força de la gravetat. Un interferòmetre làser mesura la distància entre les dues masses, essent aquesta la principal mesura científica._x000D_ Nombroses forces i diferents efectes poden pertorbar el moviment geodèsic de les masses de prova. La tesi doctoral del candidat s’ha centrat en l’anàlisi de les dades del subsistema de diagnòstic magnètic de LISA Pathfinder. L’objectiu final d’aquest subsistema és el de poder predir amb precisió la contribució del soroll magnètic a la principal mesura científica del satèl·lit. Les masses de prova estan fabricades amb un aliatge d’or i platí per tal de minimitzar el seu moment magnètic. Tot i això, la precisió de l’instrument és suficient per ser sensible a l’acoblament del camp magnètic ambiental amb el moment magnètic de les masses de prova, lo qual produeix forces sobre les masses de prova que l’interferòmetre pot mesurar._x000D_ En aquesta tesi s’ha donat una visió de quins són els diferents mecanismes que produeixen aquestes forces magnètiques, s’ha estudiat l’evolució del camp magnètic que afecta les masses de prova i s’han analitzat els experiments magnètics que es van dur a terme durant les operacions científiques del satèl·lit. Tot això ha permès quantificar quina és la contribució deguda als efectes magnètics a les fluctuacions en l’acceleració relativa entre les dos masses de prova.

Data del Ajut	17 de des. 2020
Idioma original	Anglès
Supervisor	Miquel Nofrarias Serra (Director/a) & Jordi Mompart Penina (Tutor/a)