QND and higher order effects for a nonlinear meter in an interferometric gravitational wave antenna
Braginsky和Khalili最近提出了一种新的激光干涉引力波探测器的光学拓扑和信号读出策略。他们的方法是基于使用微波振荡器内部的非线性介质来检测引力波引起的干涉仪驻波的空间位移。本文提出了一种量子非破坏(QND)计划,可以现实地用于这样的读出设备,并讨论了“基本”的灵敏度限制所施加的高阶光学效应。
1997-03-01 gr-qc quant-ph
Speed Meter As a Quantum Nondemolition Measuring Device for Force
量子噪声是先进LIGO的一个重要问题。虽然原则上可以超越标准量子极限(SQL),但还没有找到实用的方法。本文讨论了速度计中的量子噪声。在这种情况下,提出的克服SQL的方案可能比基于测试质量的监测位置的方法更实用。
1996-03-26 gr-qc quant-ph
Practical speed meter designs for QND gravitational-wave interferometers
在寻求开发用于第三代光学干涉引力波检测器(例如,LIGO-III和EURO),一种策略是监测测试质量镜的相对动量或速度,而不是监测它们的相对位置。以前的一篇论文分析了一个简单的,但不切实际的设计{ \it速度计干涉仪},实现这一点。本文介绍了几种实用的测速干涉仪。像最初的干涉测速仪一样,这些设计{ \it原则上}可以在任意宽的频率范围内以任意大的量击败引力波标准量子极限(SQL)。这些变体基本上由迈克耳孙干涉仪加上一个额外的“晃动”腔组成,该腔将具有相反相移的信号发送回干涉仪,从而消除位置信息并留下与相对速度成比例的净相移。{ \it}实际上,这些变型的灵敏度将受到在反射镜可以支持的臂腔中循环的最大光功率$W_{\rm circ}$以及在耗散点处真空泄漏到光学训练中的限制。在没有耗散的情况下,并且在输出端口中插入功率压缩因子约为0.1的压缩真空以保持循环功率下降,SQL可以在低于某个选定的$f_{\rm opt}\simeq 100$ Hz的所有频率下以因子10的功率被击败,具有$W_{\rm circ}\simeq 800$ kW。估计的数额,其中真空泄漏耗散点将削弱这种灵敏度,这些损失是10%或更少的大部分频率范围内的利益。
2002-08-17 gr-qc
Resonant speed meter for gravitational wave detection
引力波探测器已经得到很好的开发,并以高灵敏度运行。然而,它们仍然遭受镜位移噪声。在本文中,我们提出了一种谐振式测速仪,作为一个位移噪声消除配置的基础上,环形同步回收干涉仪。这种干涉仪的显著特点是,在某些频率下,引力波信号被放大,而位移噪声则没有。
2008-05-01 gr-qc
Control of a velocity-sensitive audio-band quantum non-demolition interferometer
与等效的迈克耳孙干涉仪相比,Sagnac速度计干涉仪拓扑结构可以潜在地提供对音频带中的引力波的增强的灵敏度。Sagnac速度计干涉仪的挑战来自于在低频下固有的灵敏度的缺乏,在低频下速度成比例的信号小于与信号的感测相关联的噪声。作为一个例子,正在进行的概念验证Sagnac速度计实验在格拉斯哥,我们量化的问题,并提出了一个解决方案,涉及一个小的位移比例信号的提取。该位移信号可以与现有的速度信号相结合,以提高低频灵敏度,我们推导出最佳滤波器,以实现这一点,为不同的信号强度。我们表明,提取的位移信号的低频控制的目的,可以进行不显着减少这种类型的干涉仪的量子非爆破字符。
2016-03-24 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Displacement-noise-free resonant speed meter for gravitational-wave detection
我们证明了基于双泵浦共振Sagnac干涉仪的速度计可以用作无位移噪声的引力波探测器。通过对输出信号进行适当的线性组合,可以完全消除腔镜的位移噪声。我们表明,在低频区域所获得的位移无噪声响应信号是强于以前提出的位移无噪声干涉仪。
2008-08-26 gr-qc
Increasing quantum speed meter sensitivity using optical spring
该研究证明双程量子速度计与无失谐光学弹簧可共存,能在保持宽带增益的同时形成可调低频量子噪声极小值,并实时跟踪啁啾引力波信号。
2025-03-13 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Sensitivity limitations in optical speed meter topology of gravitational-wave antennae
从光损耗的角度考虑了基于测速原理的QND引力波探测器的可能设计。对测速干涉仪进行了详细的分析,并计算了其极限灵敏度。它示出,不像位置计信号回收可以很难实现在速度计拓扑结构,以取代臂腔,因为它是在信号回收检测器,如GEO 600。在较宽的频带内,速度计能以$\sim 3$的倍数超过标准量子限,在较窄的频带内,速度计能以$\sim 10$的倍数超过标准量子限。对于宽频带检测,速度表需要相当合理的循环功率量$\sim 1$ MW。所考虑的方案的优点是,它可以实现与LIGO干涉仪的当前光学布局的最小变化。
2003-12-02 gr-qc
Simultaneous Speedmeter and Position-Meter Response in a Single Tabletop Interferometer
本文首次在可动测试质量系统中实验演示速度计行为,提出混合读出腔构型同时提取位置与速度信号,验证了速度计区别于位置计的标度特性,为未来引力波探测器抑制量子辐射压噪声提供新途径。
2025-09-18 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Quantum noise cancellation in asymmetric speed meters with balanced homodyne readout
Sagnac速度计(SSM)拓扑结构被认为是减少引力波干涉仪中量子反作用的替代技术。然而,主分束器的任何潜在的不平衡被示出为降低速度计在低频下的量子噪声优势,这是由于耦合到检测端口的激光噪声增加而引起的。在本文中,我们表明,实施平衡零差读出方案和本机振荡器(LO)的传输端口的特定选择,过量的激光噪声贡献量子噪声限制灵敏度(QNLS)的部分补偿和速度计的灵敏度可以优于国家的最先进的位置米。这可以通过从干涉仪反射(\textit{co-moving} LO)或主分束器抗反射涂层表面(BSAR LO)拾取本地振荡器来实现。我们还表明,这放宽了输入激光的相对强度噪声(RIN)的要求。例如,对于格拉斯哥速度计概念验证实验中的$0.1 \%$的分束器不平衡,在100 Hz的频率下的RIN要求从$4\times 10^{-10}/\sqrt{\rm Hz}$降低到$4\times 10^{-7}/\sqrt{\rm Hz}$,将RIN要求从不实际可实现的值移动到通常通过适度努力实现的值。
2018-06-14 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Pass-through Mach-Zehnder topologies for macroscopic quantum measurements
几个相对小规模的实验装置,旨在原型的未来激光引力波探测器和测试的新方法的量子测量与宏观力学对象,现在正在开发中。在这些装置中,不直接用于引力波探测,可以使用在臂中具有穿过法布里-珀罗腔的马赫-曾德尔干涉仪来代替标准的迈克尔逊/法布里-珀罗干涉仪。这种拓扑结构的优点是它不包含具有多层涂层的高反射率端镜,布朗噪声可能构成迈克尔逊/法布里-珀罗干涉仪噪声预算的主要部分。我们在这里考虑这种拓扑结构的两个变体:“普通”位置计方案和量子速度计的新变体。
2011-02-02 gr-qc quant-ph
Scattered light reduction in Sagnac Speed Meters with Tunable Coherence
University of Hamburg(汉堡大学)
本文提出一种通过可控断裂激光长相干长度来抑制Sagnac干涉仪中散射光耦合的技术,实现了24.2dB的散射光抑制,并讨论了其在环形谐振器中的应用潜力。
2025-05-08 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Search techniques for gravitational waves from black-hole ringdowns
在所有的天文引力辐射源中,旋转的黑洞的微小扰动所产生的振铃波形也许是最容易理解的:对于这种扰动的后期阶段,波形只是一个指数衰减的正弦曲线。从干涉测量引力波天线数据中搜索这些应该相对容易。在本文中,我提出了一个单一的过滤器搜索振铃波形所产生的50太阳质量的黑洞与98%的最大自旋角动量使用的数据从加州理工学院40米原型干涉仪的结果。这种搜索说明了技术,可用于分析数据,从未来的大规模干涉仪,并描述了一些困难,目前在干涉仪数据的分析。最重要的是,它说明了在两个独立的干涉仪的输出中使用重合事件(这里由两个不同时间的40米数据模拟),以大大降低假事件率。这种符合将是未来在更大尺度的干涉仪中进行引力波搜索的必要工具。
1999-01-28 gr-qc
Measuring a Parity Violation Signature in the Early Universe via Ground-based Laser Interferometers
我们表明,对广泛分离的干涉仪是有利的测量的Stokes参数V的随机背景的引力波。这个参数表征了左右手波振幅的不对称性,这种不对称性的产生与早期宇宙中的宇称破坏密切相关。有利的对包括LIGO(Livingston)-LCGT和AIGO-Virgo,它们对Omega_GW(背景的简单强度)相对不敏感。使用至少三个检测器,可以分别测量强度Omega_GW和不对称度V的信息。
2007-07-04 astro-ph gr-qc
Feasibility of measuring the Shapiro time delay over meter-scale distances
1964年,夏皮罗首次计算出光在经过大质量物体时的时间延迟,这是时空曲率的一个标志。到目前为止,所有的夏皮罗时间延迟的测量都是在太阳系距离尺度上进行的。我们表明,新一代的大规模激光干涉仪被构造为引力波探测器,特别是先进的LIGO,将在原则上是足够敏感的测量夏皮罗时间延迟的变化所产生的适当设计的旋转物体放置在激光束附近。我们表明,这样的设备是可行的(虽然不容易)的建设,提出了一个例子设计,并计算出的信号,将被先进的LIGO检测。这提供了第一个机会来测量空间-时间曲率的影响,在实验室的距离尺度。
2010-07-13 gr-qc
Measuring space-time curvature using maximally path-entangled quantum states
本文提出利用光的最大路径纠缠量子态测量黎曼曲率张量分量,证明纠缠可提升马赫-曾德尔干涉仪对引力相位的灵敏度,从而显著降低排除平坦时空所需的高度差。
2025-09-24 gr-qc quant-ph
Dual-Resonator Speed Meter for a Free Test Mass
本文描述和分析了一种用于监测作用在试验质量上的经典力的“速度计”。该速度计基于两个微波谐振器("双谐振器“),其中一个渐逝地耦合到测试质量的位置。谐振器之间产生的信号的晃动,以及谐振器输出波导放置位置的明智选择,在波导中产生信号,该信号(对于足够低的频率)与测试质量速度(速度)而不是其位置成比例。这使得速度计在窄带模式和宽带模式下工作时,都能实现比标准量子极限(SQL)更好的测力灵敏度。实验问题的审查表明,它是可行的,与目前的技术,构建一个示范的速度表,击败宽带SQL的一个因素2。一个概念是勾勒出一个适应这种速度计的光频率;这种适应形成了可能的LIGO-III干涉仪的基础,该干涉仪可以击败引力波标准量子极限h_SQL,但可能只有1/xi = h_SQL/h ~ 3倍(受光学损耗的限制),并且以非常高的循环光功率为代价--比到达SQL所需的功率大1/xi^2。
1999-06-26 gr-qc quant-ph
Quantum Limits of Interferometer Topologies for Gravitational Radiation Detection
为了扩展引力波探测器的天体物理范围,已经提出了几种干涉仪拓扑结构,以规避未来探测器的热力学和量子力学限制。在这项工作中,我们做了一个系统的比较,其中考虑到他们的敏感性和复杂性。我们通过引入一个成本函数来优化它们的灵敏度,该成本函数试图最大化当前检测器灵敏度的宽带改进。我们发现,频率相关的挤压光注入与百米规模的滤波腔产生了良好的宽带灵敏度,具有低复杂性,对光损耗和良好的鲁棒性。该研究为今后提高引力波探测器性能的近期实验研究提供了指导。
2014-06-09 gr-qc physics.ins-det quant-ph
Measuring the spectrum of primordial gravitational waves with CMB, PTA and Laser Interferometers
我们调查的可能性测量的原始引力波(GW)信号在21个十年的频率,使用宇宙微波背景(CMB),脉冲星定时阵列(PTA),激光和原子干涉仪。对于CMB和PTA实验,我们分别考虑LiteBIRD任务和平方公里阵列(SKA)。对于干涉仪,我们考虑空间任务建议,包括激光干涉仪空间天线(LISA),大爆炸观测器(BBO),分赫兹干涉仪引力波天文台(DECIGO),$μ$战神实验,分赫兹天文台(DO)和暗物质和重力探索空间原子实验(AEDGE),以及地基爱因斯坦望远镜(ET)建议。我们实现所需的数学计算灵敏度的CMB和干涉仪,并从第一原理推导出后者的响应函数。我们还评估了每个实验中天体物理前景污染的影响。我们提出了两类有代表性的原始GW随机背景模型的能量密度参数$Ω_{GW}h^2$的分箱灵敏度曲线和误差条,作为频率的函数:来自单场慢卷暴胀的度量中的量子真空涨落,以及来自旁观者轴子SU(2)暴胀模型的源诱导张量扰动。我们发现良好的前景,联合测量的GW频谱的CMB和星载干涉仪的任务建议。
2020-11-16 astro-ph.CO gr-qc
Polarization analysis of gravitational-wave backgrounds from the correlation signals of ground-based interferometers: measuring a circular-polarization mode
斯托克斯V参数表征了右手波和左手波之间的幅度的不对称性,并且V参数的非零值产生圆偏振信号。在宇宙学上,V参数可以作为宇宙宇称破坏的直接探测器。在本文中,我们从理论上研究了这个参数的测量,特别是通过地面干涉仪观测到的引力波背景。与仅考虑总振幅(或等效地$Ω_{GW}$)的传统分析相比,由于目标参数的多维性,包括圆偏振模式的信号分析具有丰富的结构。我们表明,通过使用下一代探测器的网络,偏振和非偏振模式之间的分离可以进行小的统计损失引起的相关性。
2008-01-28 astro-ph gr-qc
Instrumental development for Cryogenic sub-Hz cROss torsion bar detector with quantum NOn-demolition Speed meter (CHRONOS)
Institute of Physics, Academia Sinica(中央研究院物理研究所);Center for High Energy and High Field Physics (CHiP), National Central University(国立中央大学高能高场物理中心);Department of Physics, National Central University(国立中央大学物理系);Institute of Particle and Nuclear Studies, High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构粒子与核研究部);National Institute of Physics, University of the Philippines - Diliman(菲律宾大学迪利曼分校国家物理研究所)
CHRONOS旨在通过低温亚赫兹扭杆探测器探测中等质量黑洞合并产生的引力波,并探索约2Hz处的随机引力背景。
2026-04-07 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Science of Cryogenic sub-Hz cROss torsion bar detector with quantum NOn-demolition Speed meter (CHRONOS)
National Central University(中央大学);Center for High Energy and High Field (CHiP), National Central University(国立中央大学高能高场中心);Institute of Physics, Academia Sinica(中央研究院物理研究所);Institute of Particle and Nuclear Studies, High Energy Acceleration Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构粒子核研究部);National Institute of Physics, University of the Philippines - Diliman(菲律宾大学迪利曼分校国家物理研究所)
CHRONOS探测器通过低温扭摆质量与三角萨格纳克干涉仪结合,抑制量子辐射压噪声,实现亚赫兹频段的量子非破坏测量,目标灵敏度达10^-18 Hz^-1/2,开启地基与空间探测器之间的新观测窗口。
2026-04-07 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Measuring black-hole parameters and testing general relativity using gravitational-wave data from space-based interferometers
激光干涉仪空间天线(LISA)预期的引力波来源之一是银河系中心的大质量黑洞捕获太阳质量的致密恒星。我们为这种捕获构造了一个简单的模型,在这个模型中,致密的恒星在大质量黑洞的赤道平面上的圆形轨道上自由运动。我们考虑的引力波发射在轨道演化的后期阶段,轨道质量到达最里面的稳定的圆形轨道之前不久。我们构造了一个简单的模型的引力波信号,其中的相位波起着主导作用。信号的行为取决于许多参数,包括$μ$,轨道恒星的质量,$M$,中心黑洞的质量,以及黑洞的角动量$J$。我们计算,使用我们的简化模型,并在大的信噪比的限制,这些量可以估计在引力波测量的准确性。我们的简化模型也提供了一种方法,可以用实验来检验广义相对论的强场预言。
1996-06-12 gr-qc
Measuring the foaminess of space-time with gravity-wave interferometers
通过分析一个用来测量两个空间分离点之间的距离$l$的实验,我们发现这个距离不能用小于$(ll_P^2)^{1/3}$的不确定度来测量,这个不确定度比普朗克尺度$l_P$(或弦论中的弦尺度)大得多,这是距离测量中的传统智慧不确定度。这种对时空测量的限制被解释为是时空本身的量子涨落造成的。因此,在非常短的距离尺度上,时空是“泡沫”的。“时空的这种内在泡沫性为干涉仪提供了另一个噪声源。LIGO/VIRGO和LISA两代重力波干涉仪,通过未来的改进,有望达到足够低的位移噪声水平,以测试我们提出的时空结构中的泡沫程度。我们还指出了一个简单的连接到全息原理断言,自由度的空间区域的数量是由普朗克单位的区域的面积。
2000-03-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Vector field dark matter search with Sagnac interferometer
National Central University(中央大学);Center for High Energy and High Field (CHiP), National Central University(高能高场中心);Institute of Physics, Academia Sinica(中央研究院物理研究所);Institute of Particle and Nuclear Studies, High Energy Acceleration Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构粒子核研究部);Phenikaa University(菲尼亚卡大学);Department of Physics, Rikkyo University(立教大学物理系);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), WPI, UTIAS, The University of Tokyo(东京大学理学院宇宙线物质宇宙国际研究教育中心)
本文提出用材料不对称Sagnac速度计搜索$B-L$矢量暗物质,在低质量端比位置计灵敏度提高近两个数量级,为低质量暗物质搜索提供新途径。
2026-10-15 astro-ph.IM gr-qc hep-ex
Possible daily and seasonal variations in quantum interference induced by Chern-Simons gravity
Chern-Simons(CS)引力对量子干涉仪的可能影响取决于地球上的干涉仪在绕太阳轨道运动时的纬度和方向。每日和季节性变化的相移预测的影响,因此中子干涉测量与$\sim 5$米臂长和$\sim 10^{-4}$相位测量精度将放置一个约束的CS参数重力探测器B卫星的大小估计。
2012-10-17 gr-qc hep-th quant-ph
Sensitivity of intracavity filtering schemes for detecting gravitational waves
我们考虑通过在信号回收腔内增加光学滤波器来提高未来引力波探测器的灵敏度--一种腔内滤波方案,该方案将相干的边带信号以适当的频率相关相位反馈到干涉仪。我们研究了三种不同动机的方案:(1)反作用噪声规避方案,即用一个滤波腔消除辐射压噪声;(ii)速度计情况,类似于Purdue和Chen [Phys.Rev.D66,122004(2002)]提出的速度计方案,但没有共振边带提取镜,并且还减轻了对晃动镜的光学要求;(iii)具有挤压光输入的宽带检测情况,针对宽带灵敏度进行了数值优化。
2014-04-02 gr-qc physics.optics
Measuring Individual Masses of Binary White Dwarfs with Space-based Gravitational-wave Interferometers
不像黑洞和中子星合并产生的引力波在地面探测器的观测周期内显著啁啾,来自双白矮星的引力波几乎是单色的。这使得测量它们的个体质量变得非常具有挑战性。在这里,我们采取了一种新的方法,使用有限尺寸效应,并应用某些普遍的关系,以测量个别质量的二进制白矮星使用LISA。我们发现了白矮星的质量、转动惯量和潮汐变形能力之间的准普适关系,这些关系并不敏感地依赖于白矮星的组成。这些关系使我们能够改写惯性矩和潮汐变形的波形方面的质量。然后,我们进行了费舍尔分析,以估计如何准确地可以从啁啾质量和有限尺寸的测量测量的个人质量。我们发现,如果初始频率足够高($\sim 0.02$ Hz),并且双星间隔很小($\sim 1$ kpc)或质量相对较大($(m \gtrsim 0.8M_\odot)$),则可以用LISA测量单个白矮星的质量。这为用空间干涉仪测量双星白矮星的单个质量开辟了新的可能性。
2021-01-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Measuring the net circular polarization of the stochastic gravitational wave background with interferometers
早期宇宙中宇称破坏的相互作用可以产生具有净圆偏振的随机引力波背景。在本文中,我们研究了可能的方法来搜索的圆偏振的SGWB与干涉仪。平面检测器不能测量各向同性SGWB的净圆偏振。我们讨论了使用偶极各向异性运动学引起的太阳系相对于宇宙参考系的平面探测器测量SGWB的净圆偏振的可能性。我们将这种方法应用于LISA,通过更详细的计算和使用最新的仪器规格重新评估以前的分析,并应用于爱因斯坦望远镜(ET),首次估计其对圆偏振的灵敏度。我们发现,LISA和ET,尽管在不同的频率下工作,可以检测净圆偏振的信噪比为一阶的SGWB与振幅$h^2 Ω_\text{GW} \simeq 10^{-11}$。我们还调查的情况下,一个网络的地面探测器。我们提出了充分的分析,协变公式的检测器重叠功能的存在下,圆偏振。我们的公式不依赖于特定的参考系的选择,并可以应用于干涉仪与任意角度之间的臂。
2019-10-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detection of gravitational waves in Michelson interferometer by the use of second order correlation functions
讨论了用频谱分析仪测量引力波探测器电流或光子数的二阶关联函数和观测引力信号的可能性。该方法是基于复杂的数据处理,预计将是有效的相干周期引力波。它被认为是引力波观测站目前使用的常规方法的替代方法。
2006-12-31 gr-qc
High-Sensitivity Fiber Interferometer for Gravitational Phase Shift Measurement on Entangled States
本文提出使用千米级光纤干涉仪测量路径纠缠光子的引力诱导相移,首次在无质量粒子上实验验证广义相对论与量子力学的结合。
2025-06-25 gr-qc physics.optics quant-ph
Control Scheme for Polarization Circulation Speed Meter Using a Dual-Retardation Waveplate
针对偏振循环速度计腔长与对准控制难题,提出基于双延迟波片的DRC方案,比较其散粒噪声并设计演示实验。
2023-03-07 gr-qc physics.ins-det
Measuring gravitational waves from binary black hole coalescences: I. Signal to noise for inspiral, merger, and ringdown
我们估计预期的信噪比(SNR)从三个阶段(螺旋,合并,衰荡)的合并二进制黑洞(BBH)的初始和先进的地基干涉仪(LIGO/VIRGO)和天基干涉仪(LISA)。LIGO/VIRGO可以在几个到大约2000个太阳质量的质量范围内进行中等信噪比(几十个),中等精度的BBH聚并研究; LISA可以在大约10^5到10^8个太阳质量的质量范围内进行高信噪比(10^4量级)的高精度研究。BBH很可能是LIGO/VIRGO探测到的第一个源:它们的可见距离比合并的中子星双星大得多(初始干涉仪可达500 Mpc)(迄今为止被认为是LIGO/VIRGO的“面包和黄油”主力源,初始干涉仪可看到约30 Mpc)。低质量的BBH(初始LIGO干涉仪最大50个太阳质量;高级干涉仪最大100个太阳质量; LISA最大10^6个太阳质量)最好通过它们被熟知的螺旋波来搜索;更高质量的BBH必须通过它们被知之甚少的合并波和/或它们被熟知的振铃波来搜索。基于衰荡波的大质量BBH匹配滤波搜索应该能够找到质量范围为100至700太阳质量到200 Mpc(初始LIGO干涉仪)的BBH,以及200至3000太阳质量到z=1(先进干涉仪)。所需的模板数量级为6000或更少。使用“噪声监视”搜索算法,在不详细了解波形形状的情况下,基于合并波的搜索可以将检测到的大量BBH的数量增加到从螺旋波和振铃波发现的数量的10倍或更多倍。来自…
1997-11-04 astro-ph gr-qc
Measuring gravity by holding atoms
本研究优化光晶格原子干涉仪的灵敏度,通过信号反转与切换系统抑制系统效应,实现了比自由下落原子同类测量高四倍的引力测量准确度,可用于检验暗能量理论等基础物理问题。
2023-10-02 gr-qc hep-ex physics.atom-ph
Measuring Parity Asymmetry of Gravitational Wave Backgrounds with a Heliocentric Detector Network in the mHz Band
我们讨论了探测各向同性引力波背景的相关分析,约1兆赫,针对宇称奇,偶偏振模式。尽管由于相消,空间干涉仪LISA无法单独探测这两种模式,但由于其他空间探测器(如太极)的强劲发展,前景正在发生巨大变化。事实上,日心干涉仪网络具有更好的几何对称性(由偏离太阳中心的虚拟球体照明)。通过利用数据流的内部对称性,我们可以在相关分析中最佳地分解奇偶校验模式。通过同时使用LISA和太极10年,我们对这两种模式的灵敏度可以达到$\sim 10^{-12}$的归一化能量密度。
2020-11-20 astro-ph.CO gr-qc
Fundamental Performance Determining Factors of the Ultrahigh-Precision Space-Borne Optical Metrology System for the LISA Pathfinder mission
LISA探路者太空任务的核心是采用光学计量系统(OMS),在[1 mHz,30 mHz]的测量波段内分别测量两个自由浮动的测试质量之间的距离和姿态,精度分别达到皮米和纳米棒。OMS基于一个超稳定的光学平台,该平台具有4个外差干涉仪,从中读出干涉信号并由数字相位计处理。激光频率噪声、功率波动和光程长度变化通过专用控制回路被抑制到非临界水平,使得测量性能接近相位计施加的传感器极限。系统设计使得影响所有四个干涉仪的读出相位的低频共模噪声通常通过从其它干涉仪信号中减去参考相位而被很好地抑制。然而,高频噪声直接影响测量性能,其共模抑制强烈依赖于相对信号相位。我们讨论了如何从最近的测试活动的数据指向高频相位噪声作为一个可能的性能限制因素,解释了一些重要的性能特征。
2013-07-30 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
From LIGO to Fiber- Compact Sagnac Interferometer for Gravitational-Wave Detection
本文提出了一种基于萨格纳克的光纤干涉仪,用于实现更紧凑、成本更低的引力波探测系统,以克服现有迈克尔逊干涉仪的局限性。
2025-11-23 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Probes of Gravitational Waves with Atom Interferometers
地球和太空中的原子干涉仪(AI)提供了在中频deciHz波段测量引力波(GW)的良好能力,补充了LIGO/Virgo和LISA实验的灵敏度,并使探测器能够对GW传播的广义相对论预测进行可能的修改。我们使用AION(地面)和AEDGE(天基)AI项目的预计灵敏度来说明这些能力,表明AION可以将目前LIGO/Virgo对引力子质量的直接限制提高一个因子$\sim 40$到$\simeq 10^{-24}\,$ eV,AEDGE可以将限制提高另一个数量级。AION和AEDGE也将比LIGO对洛伦兹违反的某些情况具有更高的敏感性。
2020-06-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ex