Gravitationsvågsforskare har designat och byggt en interaktiv vetenskapsutställning som bygger på en verklig gravitationsvågdetektor för att förklara gravitationsvågsvetenskap. Den har utvecklats av ett internationellt team, som inkluderar forskare nu vid OzGrav ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav).

Den nyligen publicerade forskningsartikeln visas nu i American Journal of Physics och utställningen, som kallas en Michelson interferometer, visas under lång tid på Thinktank Birmingham Science Museum i Storbritannien. Projektet har en bestående internationell inverkan med onlineinstruktioner och reservdelslistor tillgängliga för andra att konstruera sina egna versioner av utställningen.

Observationer av gravitationsvågor – krusningar i väven av rum och tid – har väckt ett ökat allmänintresse för detta forskningsområde. Effekten av gravitationsvågor är en sträckning och sammanpressning av avstånd mellan föremål. Verkliga observatorier är stora komplexa enheter baserade på Michelson-interferometern som använder laserljus för att söka efter passerande gravitationsvågor.

I en Michelson interferometer, laserljus delas upp i två vinkelräta strålar av en stråldelare; strålarna av laserljus som färdas nedför detektorarmarna reflekterar från speglar tillbaka till stråldelaren där de kombineras och producerar ett interferensmönster. Om den relativa längden på armarna ändras, interferensmönstret kommer att ändras. Utställningsmodellen kan inte upptäcka gravitationsvågor, men den är extremt känslig för vibrationer i rummet!

Michelsons interferometerutställning har en attraktiv design med hög glans, med hjälp av optik av labbkvalitet och skräddarsydda komponenter, locka in folk för att ta en närmare titt. En lista över alla delar som används i den invecklade designen finns tillgänglig på den officiella webbplatsen – skaparna fortsätter att undersöka lågkostnadsdesigner med hjälp av laserpekare och byggstenar.

På vetenskapsmässor, experter är normalt närvarande för att förklara föremålen som visas; dock, så är det inte på ett museum. "Utställningar måste vara lättillgängliga med självstyrt lärande, " förklarar OzGrav postdoc Dr. Hannah Middleton, ett av projekten leder från University of Melbourne.

"Vi har utvecklat anpassad interaktiv programvara för utställningen genom vilken en användare kan komma åt förklarande videor, animationer, bilder, text, och en frågesport. Användare kan också interagera direkt med interferometern genom att trycka på knappar för att mata in en simulerad gravitationsvåg, och producera en synlig förändring i interferensmönstret."

Gravitationsvågsutställningen ger ett bestående engagemang i Birminghams familjevetenskapsmuseum och ställdes ut i London på Royal Society Summer Science Exhibition 2017. Projektet ledde till ytterligare engagemangsmöjligheter inklusive Gravity Synth, ett musikinstrument baserat på en Michelson-interferometer. Gravity Synth utvecklades genom ett samarbete mellan den Birmingham-baserade audiovisuella konstnären Leon Trimble och gravitationsvågforskare, inklusive OzGrav-forskarna Dr. Aaron Jones (University of Western Australia) och Dr. Hannah Middleton (University of Melbourne).

Dr. Jones förklarar:"Efter det här projektet, Jag blev inspirerad att bryta ner traditionella barriärer mellan konst och vetenskap och utveckla en konstvetenskaplig upplevelse till ömsesidig nytta." Gravity Synth EP är tillgänglig här och projektet inkluderades som en del av LIGO Magazines specialinslag om konst, musik och gravitationsvågor.