1. Virgo: a laser interferometer to detect gravitational waves
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Tjeerd Ketel, Antonio Eleuteri, M. Parisi, R. Passaquieti, L. Di Fiore, B. Mours, A. Królak, M. Blom, F. Beauville, K. G. Arun, G. A. Prodi, R. DeSalvo, M. Barsuglia, Gianpietro Cagnoli, Gianluca Persichetti, V. Granata, Julien Moreau, B. Mansoux, D. Verkindt, G. Losurdo, Anna Dari, M. Doets, B. Canuel, F. Piergiovanni, G. Ballardin, T Maiani, L. Giacobone, Y. Minenkov, M. Pietka, Patrice Hello, E. Turri, X Grave, R. Morand, L. Bonelli, M. Davier, G. Pagliaroli, I. Maksimovic, J. Marque, R. L. Ward, R. Hermel, G. Hemming, A. Masserot, Marco G. Tarallo, F. Vetrano, M. A. Mazzoni, L. Journet, O Lodygensky, J. P. Zendri, F. Nocera, G. Vedovato, V. Loriette, G. Barrand, P. N. Y. David, István Rácz, D. Boget, Ludovico Carbone, P. Popolizio, C Drezen, D. Passuello, C. Palomba, V Reita, Piotr Jaranowski, J.-M. Mackowski, Antoine Heidmann, Lisa Barsotti, Riccardo Sturani, Shourov Chatterji, Sofiane Aoudia, C. Arnault, Fausto Acernese, Andreas Freise, A. Di Virgilio, A. Giazotto, F. Mul, Alessandra Toncelli, G. Parguez, L. Brocco, Claude Boccara, J-Y. Vinet, I. Ferrante, S. Hamdani, R. Sottile, F. Cleva, M. Mantovani, Samuele Cortese, C Garnier, M. Lorenzini, V. Dattilo, S. D'Antonio, T. Bouedo, F. Travasso, R. Gouaty, Michał Bejger, Alessandra Corsi, L. Giordano, Mauro Tonelli, L. A. Forte, A. Dietz, M. Alshourbagy, M. Granata, L. Derome, L. Fabbroni, E. Genin, G. Cella, R. Bilhaut, L. Taffarello, A. Grado, J. L. Beney, B Dujardin, V. Fafone, R. Del Fabbro, M. Punturo, Andrea Chincarini, G. Gemme, M. Drago, P. Amico, P. Ganau, M. Galimberti, P. La Penna, F. Raffaelli, Eric Hennes, A. Pasqualetti, M. G. Beker, S. Petit, M. Pichot, Enrico Calloni, N. Liguori, L. Salconi, O. Veziant, V. Re, Guido Russo, Mirko Prato, C. Bradaschia, M. Dehamme, G. De Carolis, P. Dominici, L Matone, L. Holloway, F. Antonucci, Saverio Avino, O. Francois, A. Chiummo, Luca Gammaitoni, A. Paoli, F. Moreau, N. Leroy, B. L. Swinkels, F. Marion, F. Ricci, B. Dulach, D. Sentenac, G. Debreczeni, B. Lagrange, P. Puppo, Maurizio Ripepe, R. Paoletti, M. Loupias, F. Fidecaro, G. M. Guidi, E. Chassande-Mottin, S. Kreckelbergh, M. E. Gáspár, B. Lieunard, V. Moscatelli, K. Yamamoto, A. Brillet, M. Del Prete, Igor Neri, N. Letendre, L. Bosi, B. Bouhou, L. Pinard, C. Girard, T. Accadia, L. Naticchioni, Salvatore Vitale, M Laval, H Voet, F. Richard, P. Astone, M. Perciballi, Tania Regimbau, S. Frasca, M. Branchesi, R. Cavalieri, H. J. Bulten, L. Massonnet, L. Palladino, R. De Rosa, V. Malvezzi, A. Colla, A. Morgia, F. Frasconi, A. Basti, J. F. J. van den Brand, R. Flaminio, S. Birindelli, Tenglin Li, Archana Pai, F. Paoletti, P. Ruggi, S. Mancini, M. Iannarelli, S. Braccini, M. Tacca, D. Babusci, J.-P. Coulon, D. Jehanno, B. Sassolas, J. C. Lacotte, A Dominjon, L. Sperandio, A. C. Clapson, G. Conforto, F. Garufi, A. Viceré, H Groenstege, Andrea Gaddi, J.-D. Fournier, L. Rolland, Fabrizio Barone, C. Buy, I. Kowalska, Marie-Anne Bizouard, M. Bebronne, J. Franc, C. Michel, N. Morgado, J. C. Le Marec, V Sannibale, J. Colas, Ettore Majorana, G. Gennaro, P. Marin, M. Yvert, A. Rocchi, C. Eder, E. Campagna, P. Roudier, Fabio Marchesoni, R. Taddei, N. Arnaud, G. Daguin, J. L. Montorio, I. Fiori, R Pignard, R. Day, V. Boschi, Luisa Bracci, Roberto Cecchi, Tristan Briant, P. Rapagnani, M. Mohan, N. Man, S. Hebri, Nelson Christensen, A Remilleux, E. Tournefier, F. Cavalier, Matthew Evans, Stefano Bigotta, Ketevan Qipiani, C. Magazzù, Silvio Pardi, O. Torre, O. Rabaste, Leopoldo Milano, C. Tremola, M. Bitossi, A. Di Lieto, A. Reboux, E. Cuoco, S. Rapisarda, T. Pradier, D. Rosińska, M. Vasúth, Salvatore Solimeno, D. Enard, Elena Cesarini, B. Lopez, J. F. Hayau, E. Coccia, F. Robinet, G. Calamai, C. N. Colacino, Joseph M. Kovalik, V. Brisson, G. Matone, C. Van Den Broeck, B. Perniola, M. Was, Ruggero Stanga, S Tissot, Maria Grazia Bernardini, Ph Heusse, D. Buskulic, Zhenyu Zhang, C. Greverie, Rosa Poggiani, R. Chiche, H. Vocca, S. Karkar, A. Gennai, P. Mugnier, Simona Mosca, M. Vavoulidis, S. Vilalte, S. Van Der Putten, Tomasz Bulik, L. Fournier, Th. S. Bauer, François Bondu, G. Giordano, M. Colombini, Francesco Cottone, F. Bellachia, G. Vajente, D. Forest, A. Belletoile, W. Del Pozzo, P. F. Cohadon, H. Heitmann, D. S. Rabeling, Rocco Romano, M. Dialinas, F. Menzinger, Iolanda Ricciardi, F. Carbognani, M. Di Paolo Emilio, A. Bozzi, D. Huet, H Fang, R. Bonnand, E Pacaud, F. Martelli, S Mitra, Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules ( LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules ), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Savoie Mont Blanc ( USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry] ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire ( LAL ), Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), APC - Cosmologie, Physique Corpusculaire et Cosmologie - Collège de France ( PCC ), Collège de France ( CdF ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Collège de France ( CdF ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -AstroParticule et Cosmologie ( APC - UMR 7164 ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Observatoire de Paris-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Institut de Physique de Rennes ( IPR ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire des matériaux avancés ( LMA ), Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL ), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), AstroParticule et Cosmologie ( APC - UMR 7164 ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), APC - Gravitation ( APC-Gravitation ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), Max-Planck-Institut-Max-Planck-Institut, T., Accadia, F., Acernese, M., Alshourbagy, P., Amico, F., Antonucci, S., Aoudia, N., Arnaud, C., Arnault, K. G., Arun, P., Astone, S., Avino, D., Babusci, G., Ballardin, F., Barone, G., Barrand, L., Barsotti, M., Barsuglia, A., Basti, Th S., Bauer, F., Beauville, M., Bebronne, M., Bejger, M. G., Beker, F., Bellachia, A., Belletoile, J. L., Beney, M., Bernardini, S., Bigotta, R., Bilhaut, S., Birindelli, M., Bitossi, M. A., Bizouard, M., Blom, C., Boccara, D., Boget, F., Bondu, L., Bonelli, R., Bonnand, V., Boschi, L., Bosi, T., Bouedo, B., Bouhou, A., Bozzi, L., Bracci, S., Braccini, C., Bradaschia, M., Branchesi, T., Briant, A., Brillet, V., Brisson, L., Brocco, T., Bulik, H. J., Bulten, D., Buskulic, C., Buy, G., Cagnoli, G., Calamai, Calloni, Enrico, E., Campagna, B., Canuel, F., Carbognani, L., Carbone, F., Cavalier, R., Cavalieri, R., Cecchi, G., Cella, E., Cesarini, E., Chassande Mottin, S., Chatterji, R., Chiche, A., Chincarini, A., Chiummo, N., Christensen, A. C., Clapson, F., Cleva, E., Coccia, P. F., Cohadon, C. N., Colacino, J., Cola, A., Colla, M., Colombini, G., Conforto, A., Corsi, S., Cortese, F., Cottone, J. P., Coulon, E., Cuoco, S., D'Antonio, G., Daguin, A., Dari, V., Dattilo, P. Y., David, M., Davier, R., Day, G., Debreczeni, G., De Caroli, M., Dehamme, R., Del Fabbro, W., Del Pozzo, M., del Prete, L., Derome, DE ROSA, Rosario, R., Desalvo, M., Dialina, L., Di Fiore, A., Di Lieto, M., Di Paolo Emilio, A., Di Virgilio, A., Dietz, M., Doet, P., Dominici, A., Dominjon, M., Drago, C., Drezen, B., Dujardin, B., Dulach, C., Eder, A., Eleuteri, D., Enard, M., Evan, L., Fabbroni, V., Fafone, H., Fang, I., Ferrante, F., Fidecaro, I., Fiori, R., Flaminio, D., Forest, Forte, LUCA ANTONIO, J. D., Fournier, L., Fournier, J., Franc, O., Francoi, S., Frasca, F., Frasconi, A., Freise, A., Gaddi, M., Galimberti, L., Gammaitoni, P., Ganau, C., Garnier, Garufi, Fabio, M. E., Gáspár, G., Gemme, E., Genin, A., Gennai, G., Gennaro, L., Giacobone, A., Giazotto, G., Giordano, L., Giordano, C., Girard, R., Gouaty, A., Grado, M., Granata, V., Granata, X., Grave, C., Greverie, H., Groenstege, G. M., Guidi, S., Hamdani, J. F., Hayau, S., Hebri, A., Heidmann, H., Heitmann, P., Hello, G., Hemming, E., Henne, R., Hermel, P., Heusse, L., Holloway, D., Huet, M., Iannarelli, P., Jaranowski, D., Jehanno, L., Journet, S., Karkar, T., Ketel, H., Voet, J., Kovalik, I., Kowalska, S., Kreckelbergh, A., Krolak, J. C., Lacotte, B., Lagrange, P., La Penna, M., Laval, J. C., Le Marec, N., Leroy, N., Letendre, T. G. F., Li, B., Lieunard, N., Liguori, O., Lodygensky, B., Lopez, M., Lorenzini, V., Loriette, G., Losurdo, M., Loupia, J. M., Mackowski, T., Maiani, E., Majorana, C., Magazzù, I., Maksimovic, V., Malvezzi, N., Man, S., Mancini, B., Mansoux, M., Mantovani, F., Marchesoni, F., Marion, P., Marin, J., Marque, F., Martelli, A., Masserot, L., Massonnet, G., Matone, L., Matone, M., Mazzoni, F., Menzinger, C., Michel, Milano, Leopoldo, Y., Minenkov, S., Mitra, M., Mohan, J. L., Montorio, R., Morand, F., Moreau, J., Moreau, N., Morgado, A., Morgia, S., Mosca, V., Moscatelli, B., Mour, P., Mugnier, F. A., Mul, L., Naticchioni, I., Neri, F., Nocera, E., Pacaud, G., Pagliaroli, A., Pai, L., Palladino, C., Palomba, F., Paoletti, R., Paoletti, A., Paoli, S., Pardi, G., Parguez, M., Parisi, A., Pasqualetti, R., Passaquieti, D., Passuello, M., Perciballi, B., Perniola, G., Persichetti, S., Petit, M., Pichot, F., Piergiovanni, M., Pietka, R., Pignard, L., Pinard, R., Poggiani, P., Popolizio, T., Pradier, M., Prato, G. A., Prodi, M., Punturo, P., Puppo, K., Qipiani, O., Rabaste, D. S., Rabeling, I., Rácz, F., Raffaelli, P., Rapagnani, S., Rapisarda, V., Re, A., Reboux, T., Regimbau, V., Reita, A., Remilleux, F., Ricci, I., Ricciardi, F., Richard, M., Ripepe, F., Robinet, A., Rocchi, L., Rolland, R., Romano, D., Rosińska, P., Roudier, P., Ruggi, Russo, Guido, L., Salconi, V., Sannibale, B., Sassola, D., Sentenac, S., Solimeno, R., Sottile, L., Sperandio, R., Stanga, R., Sturani, B., Swinkel, M., Tacca, R., Taddei, L., Taffarello, M., Tarallo, S., Tissot, A., Toncelli, M., Tonelli, O., Torre, E., Tournefier, F., Travasso, C., Tremola, E., Turri, G., Vajente, J. F. J., van den Brand, C., Van Den Broeck, S., van der Putten, M., Vasuth, M., Vavoulidi, G., Vedovato, D., Verkindt, F., Vetrano, O., Véziant, A., Viceré, J. Y., Vinet, S., Vilalte, S., Vitale, H., Vocca, R. L., Ward, M., Wa, K., Yamamoto, M., Yvert, J. P., Zendri, Z., Zhang, Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Institut de Physique de Rennes (IPR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des matériaux avancés (LMA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon, Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), (Astro)-Particles Physics, Mathematical Analysis, Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP/Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules), Physique Corpusculaire et Cosmologie - Collège de France (PCC), Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), APC - Gravitation (APC-Gravitation), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI), and Max-Planck-Gesellschaft-Max-Planck-Gesellschaft
- Subjects
Gravitational-wave observatory ,PROTOTYPE ,01 natural sciences ,SCATTERED-LIGHT NOISE ,law.invention ,Detection of gravitational wave ,interferometers ,law ,Instrumentation ,gravitational wave ,Mathematical Physics ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Physics ,SEISMIC NOISE ,Detector ,SUPER ATTENUATOR ,Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale ,[ SDU.ASTR.IM ] Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] ,Interferometry ,[PHYS.GRQC]Physics [physics]/General Relativity and Quantum Cosmology [gr-qc] ,[PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] ,1ST ,SUSPENSION ,Gravitational waves ,[ PHYS.GRQC ] Physics [physics]/General Relativity and Quantum Cosmology [gr-qc] ,Optics ,Suspensions ,Settore FIS/05 - Astronomia e Astrofisica ,0103 physical sciences ,Detection theory ,Gravitational Waves ,Interferometric Detector ,Electronics ,010306 general physics ,010308 nuclear & particles physics ,business.industry ,Gravitational wave ,Lasers ,Michelson interferometer ,PERFORMANCE ,Antennas ,[SDU.ASTR.IM]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] ,[ PHYS.ASTR.IM ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM] ,business ,[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,Sensitivity (electronics) ,SHOT-NOISE ,SYSTEM ,PENDULUM - Abstract
This paper presents a complete description of Virgo, the French-Italian gravitational wave detector. The detector, built at Cascina, near Pisa (Italy), is a very large Michelson interferometer, with 3 km-long arms. In this paper, following a presentation of the physics requirements, leading to the specifications for the construction of the detector, a detailed description of all its different elements is given. These include civil engineering infrastructures, a huge ultra-high vacuum (UHV) chamber (about 6000 cubic metres), all of the optical components, including high quality mirrors and their seismic isolating suspensions, all of the electronics required to control the interferometer and for signal detection. The expected performances of these different elements are given, leading to an overall sensitivity curve as a function of the incoming gravitational wave frequency. This description represents the detector as built and used in the first data-taking runs. Improvements in different parts have been and continue to be performed, leading to better sensitivities. These will be detailed in a forthcoming paper. © 2012 IOP Publishing Ltd and Sissa Medialab srl.
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- 2012
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