Föld alatti gravitációs és szeizmológiai laboratórium kezdte meg működését a Mátrában

A gravitációs hullámok felfedezése új lökést adott a mindenki által érzékelt, de a fizikusok által legkevésbé ismert gravitációs kölcsönhatás kutatásának. A gravitációelmélet legújabb eredményei mellett a tudományos érdeklődés középpontjába kerültek azok a kilométer nagyságú detektorok, amelyek lézerfény és precíziós mérnöki megoldások alkalmazásával lehetővé tették (vagy teszik) az attométer (10^-18 m ) nagyságrendbe eső elmozdulások kimérését. A gravitációs hullámok érzékelését azonban gyakran megnehezítik a környezetünkben található zajok. Ezért fontos, hogy speciális fejlesztésű, rendkívűl nagy érzékenységű szeizmográfok és infrahang mikrofonok (geofonok) álljanak a rendelkezésünkre, amelyek segítségével a külvilág zajai leválaszthatóak és így elkülöníthetjük a zajtól az analizálni gravitációs hullámokat.

Szuperérzékeny detektorok a föld mélyén

A Nitrokémia Zrt. Gyöngyösoroszi ércbányájában, a Károly-akna környezetében, 1300 m-re az Altárótól, mintegy 100 méter vulkanikus kőzet alatt az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói tervezték azt a földalatti laboratóriumot, amely alkalmas arra, hogy a külvilág zajaitól távol szuperérzékeny mérőberendezésekkel tanulmányozhassuk a Föld és a légkör zajait, egyúttal össze is hasonlíthassuk a különböző műszerek eredményeit. A bányakörülmények között létrehozott földalatti laboratóriumot a Nitrokémia Zrt. közreműködésével, a Wigner FK folyamatos konzultációja mellett a Geo-Faber Kft. építette ki.

A Wigner FK kutatói az elkészült laboratóriumban Forrás: Wigner FK

A laboratórium műszaki átadása 2016. január 20-án megtörtént. Ezután a Wigner FK és a mérésekben résztvevő MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Geodéziai és Geofizikai Intézetének (MTA CSFK GGI) szakemberei telepítették a földfelszínen, Csillebércen kipróbált berendezéseket. A Mátra Gravitációs és Geofizikai Laboratórium (MGGL) három hónapos tesztüzem után, 2016. május 1-től kezdte meg rutinszerű működését, a fizikailag is értékelhető adatok gyűjtését. A Wigner FK és a CSFK GGI műszerei mellett az MGGL-ben helyet kapott a Varsói Egyetem Csillagászati intézetében kifejlesztett geofón, valamint rövidesen telepítésre kerül a holland NIKHEF intézet új típusú autonóm szeizmográfja. Jelenleg az MGGL termében folynak a kísérletek, de a külvilág felé vezető aknajárat oldalában elhelyezett mérőműszerekkel a gravitációs gradiens zaj is kimérhető a Mátra hegységben. A laboratóriumban elhelyeztek egy müontomográfot, és további eszközök érkezése is várható.

Az MGGL laboratórium működése lehetőséget nyújt arra, hogy magyar fizikusok és geofizikusok aktívan bekapcsolódhassanak európai kutatási programokba. A VIRGO gravitációs detektort is üzemeltető Európai Gravitációs Obszervatórium (EGO) jelenleg alakul át osztott helyszínű infrastruktúrákat integráló ERIC szervezetté. Az MGGL, valamint a Wigner Adatközpontban működő Virgo Számítási Kapacitás in-kind hozzájárulás formájában biztosíthatja Magyarország részvételét ebben az új kutatási szervezetben. Az EGO ERIC egyik célja a meglévő gravitációshullám-kutatás nemzetközi színvonalának biztosítása Európában, másrészt a harmadik generációs, föld alatt megépítendő Einstein-teleszkóp (ET) európai helyszínen való felépítése. Az MGGL elindításával a magyar kutatói közösség egy lépéssel közelebb került ahhoz, hogy aktívan részt vehessen az ET létrehozásában.