Fechar

@MastersThesis{ConstâncioJr:2013:NoCoIs,
               author = "Const{\^a}ncio Junior, M{\'a}rcio",
                title = "Multi-Nested Pendula: Um novo conceito em isolamento vibracional 
                         para a terceira e quarta gera{\c{c}}{\~a}o do LIGO",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2013",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2013-02-26",
             keywords = "Multi-Nested Pendula, Isolamento Vibracional, Ondas 
                         gravitacionais, LIGO, detector interferom{\'e}trico, 
                         p{\^e}ndulos aninhados, multi-nested pendula, vibration 
                         isolation, gravitational waves, LIGO, interferometric detector, 
                         nested pendula.",
             abstract = "Ondas gravitacionais (OG) s{\~a}o perturba{\c{c}}{\~o}es no 
                         espa{\c{c}}o-tempo que viajam pelo pr{\'o}prio 
                         espa{\c{c}}o-tempo {\`a} velocidade da luz. A 
                         predi{\c{c}}{\~a}o te{\'o}rica de sua exist{\^e}ncia existe 
                         desde a publica{\c{c}}{\~a}o da teoria da Relatividade Geral de 
                         Einstein (RG), no in{\'{\i}}cio do s{\'e}culo XX, contudo, 
                         evid{\^e}ncias indiretas de sua exist{\^e}ncia foram anunciadas 
                         somente em 1975 em um trabalho publicado por Russell Hulse e 
                         Joseph Taylor. Uma das formas de caracteriz{\'a}-las {\'e} por 
                         meio da sua amplitude adimensional dada por \$h \approx 
                         \frac{\Delta L}{L}\$, o que torna poss{\'{\i}}vel fazer um 
                         detector utilizando-se duas massas de teste e monitorando suas 
                         dist{\^a}ncias relativas. Esse {\'e}, basicamente, o 
                         princ{\'{\i}}pio de funcio-namento de um interfer{\^o}metro tal 
                         como o aLIGO ( \textit{Advanced} Laser Interferometer 
                         Gravitational-Wave Observatory). Com sedes em Hanford e Livingston 
                         (EUA), o detector de 4 km de bra{\c{c}}os {\'e} um 
                         interfer{\^o}metro de Michelson que possui cavidade de 
                         Fabry-Perot, de reciclagem de pot{\^e}ncia e de sinal. Embora os 
                         detectores interferom{\'e}tricos atuais estejam no 
                         \textquotedblleft{estado da arte}\textquotedblright referente 
                         {\`a} tecnologia dispon{\'{\i}}vel para realizar a 
                         detec{\c{c}}{\~a}o de ondas gravitacionais, ainda existem fontes 
                         de ru{\'{\i}}dos inerentes {\`a} instrumenta{\c{c}}{\~a}o 
                         empregada que precisam ser tratadas, tais como o ru{\'{\i}}do 
                         t{\'e}rmico da suspens{\~a}o, ru{\'{\i}}do qu{\^a}ntico, 
                         ru{\'{\i}}do browniano do revestimento e do substrato dos 
                         espelhos e o ru{\'{\i}}do s{\'{\i}}smico. Este {\'u}ltimo 
                         {\'e} o respons{\'a}vel por uma barreira s{\'{\i}}smica 
                         existente em \$\sim\$ 10 Hz na curva de sensibilidade do aLIGO, 
                         mesmo com o uso de um sistema de isolamento vibracional baseado em 
                         est{\'a}gios de isolamento hidr{\'a}ulico, ativo e 
                         multipendular. Com o intuito de implementar o sistema j{\'a} 
                         existente do aLIGO e reduzir a barreira s{\'{\i}}smica 
                         existente, apresentamos um novo conceito em isolamento 
                         vibracional: o Multi-Nested Pendula (MNP). Trata-se de um filtro 
                         mec{\^a}nico passa-baixa composto por cascas cil{\'{\i}}ndricas 
                         aninhadas de forma conc{\^e}ntrica formando um p{\^e}ndulo de 
                         v{\'a}rios est{\'a}gios, no qual a oscila{\c{c}}{\~a}o 
                         pendular {\'e} respons{\'a}vel pelo isolamento horizontal, 
                         enquanto que fianges com bra{\c{c}}os que atuam como molas 
                         realizam o amortecimento vertical. Dessa forma, o objetivo 
                         principal deste projeto inovador {\'e} atingir um bom isolamento 
                         vibracional ao mesmo tempo que se ganha espa{\c{c}}o vertical. 
                         Neste trabalho, ser{\~a}o apresentados resultados experimentais, 
                         te{\'o}ricos e simula{\c{c}}{\~o}es referentes aos modos 
                         violino dos fios que suspendem o conjunto, e aos modos normais do 
                         cilindro mais externo, assim como resultados te{\'o}ricos e 
                         experimentais de frequ{\^e}ncias de resson{\^a}ncia associados 
                         aos modos rotacionais e pendulares do sistema. ABSTRACT: 
                         Gravitational Waves (GW) are perturbations in space-time, which 
                         travel in spacetime itself at the speed of light. The theoretical 
                         prediction of their existence exists since the publication of 
                         Einstein's General Relativity in early twentieth century, however, 
                         indirect evidences of their existence were first announced only in 
                         1975 in a paper published by Russell Hulse and Joseph Taylor. A 
                         way to characterize them is by means of their dimensionless 
                         amplitude given by \$h \approx \frac{\Delta L}{L}\$ which 
                         makes possible to build a GW detector using two test masses and 
                         monitoring their relative distances. This is basically the working 
                         principle of an interferometer such as aLIGO (Advanced Laser 
                         Interferometer Gravitational-Wave Observatory). Located at Hanford 
                         and Livingstone (USA), the detector is a Michelson interferometer 
                         with Fabry-Perot arm cavities and signal and power recycling 
                         cavities. Despite current interferometric detectors being at the 
                         \textquotedblleft{state-of-art}\textquotedblright related to the 
                         available technology in order to perform the detection of 
                         gravitational waves, there are still noise sources inherent to the 
                         instrumentation used which need to be faced such as: thermal 
                         suspension noise, quantum noise, coating and substrate Brownian 
                         noise, and seismic noise. This last noise source is the 
                         responsible for a seismic cutoff at \$sim\$ 10 Hz in the 
                         sensitivity curve of Advanced LIGO even by using a vibration 
                         isolation system composed by hydraulic, active and multipendular 
                         stages. For this purpose, in order to implement the already 
                         existing systems in Advanced LIGO we present a new concept in 
                         vibration isolation: the Multi-Nested Pendula (MNP). It is a low 
                         pass mechanical filter composed by cylindrical shells nested 
                         concentrically forming a multi-stage pendula, in which the 
                         pendular oscillation is responsible for horizontal isolation while 
                         fianges with arms, which acts as springs, perform the vertical 
                         isolation. Thus, the objective of this innovative design is to 
                         achieve adequate vibration isolation while saving vertical space. 
                         In this work, it will be presented simulations, theoretical, and 
                         experimental results related to violin modes of the wires, which 
                         support the assembly, and related to the normal modes of the 
                         outermost cylinder, as well as theoretical and experimental 
                         results of frequency resonances related to rotational and pendular 
                         modes of the system.",
          affiliation = "{Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)}",
            committee = "Costa, Cesar Augusto (presidente) and Aguiar, Odylio Denys de 
                         (orientador) and Jablonski, Francisco Jos{\'e} and Oliveira 
                         J{\'u}nior, Nei Fernandes de",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Multi-Nested Pendula: A new vibration isolation concept for the 
                         third and fourth generations of LIGO",
             language = "pt",
                pages = "109",
                  ibi = "8JMKD3MGP7W/3DTKUBP",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/3DTKUBP",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "03 maio 2024"
}


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