Measuring gravitational force from Femto-gram source masses
引力是所有已知力中最弱的。从微米和纳米尺度的源质量测量重力是迈向低能量子引力测试的重要的第一步。此外,测量引力的质心间距是在亚毫米尺度扩展了实验上可实现的参数空间,用于牛顿引力的Yukawa样修正的测试和更高维度的测试,以解决基本力的层次问题。在这里,我们提出了一个实验,使用两个光学捕获粒子在真空条件下的质心间距是$10^2 nm$的顺序。在所提出的实验中,源质量是旋转的Janus纳米粒子,使得测试质量(传感器)经历周期性的引力势。使用现实的实验参数,获得的信噪比$\geq 1$的Janus粒子与半径$\geq 10^2 nm$和质量$\geq \text{10 } fg$。该实验扩展了汤川修正在$10^{2}nm $相互作用范围内对$\approx 10^{-5}$倍重力场引力的研究,为量子引力的低能检验打开了大门,并使对层次问题的额外维解的直接实验检验成为可能.
2023-03-02 gr-qc hep-ph
The Response of Test Masses to Gravitational Waves in the Coordinates of a Local Observer
激光干涉仪对引力波的响应已经用许多不同的方法计算过,特别是在横向无痕和局部洛伦兹规范下。乍一看,当测试质量之间的间隔变得与引力波的波长相当时,这些计算似乎会导致不同的结果。本文解决了这一矛盾。我们描述的响应自由测试质量的平面引力波在当地的观察者的坐标系中,并表明它获得的贡献从三个不同的效果:位移的测试质量,在光子速度的明显变化,和当地的观察者,所有这些都是由引力波引起的时钟速度的变化。只有当这三种效应合在一起时,才表示一个几何不变的量。这个不变量与在横观无迹规范中计算的响应函数相同。因此,我们解决了众所周知的两个坐标系之间的差异,并表明,在当地的观察者的坐标系中发现的结果是有效的大分离的群众。
2004-06-03 gr-qc
Gravitational multi-NUT solitons, Komar masses and charges
Komar给出的一般表达式,我们给出了精确的定义的引力质量和孤子NUT收费,我们将这些描述的一类Minkowski签名多Taub NUT解决方案,没有棒奇点。一个威克旋转,然后产生相应的欧几里德签名的引力多瞬子类。
2008-10-10 gr-qc hep-th
Plane Symmetric Solutions of Gravitational Field Equations in Five Dimensions
本文给出了在$D$维体时空中,由具有Euler-Poincare项和宇宙学常数的广义引力作用量得到的有效场方程。给出了一类描述嵌入在D=5维体时空中的3-膜世界的平面对称解。
2006-11-13 gr-qc
The first five years of gravitational-wave astrophysics
引力波是由天体加速产生的时空涟漪。作为广义相对论的直接结果,它们于2015年首次被双激光干涉引力波天文台(LIGO)观测站直接观测到。我回顾了前五年的引力波探测。人们已经发现了五十多个引力波事件,它们是由一对合并的致密天体(如中子星和黑洞)发出的。这些信号可以让我们深入了解致密天体及其前身恒星的形成,使广义相对论的严格检验成为可能,并限制了密度高于原子核的物质的行为。同时发射引力波和电磁波的合并探测了短伽马射线暴的形成,重元素的核合成,并测量了宇宙的局部膨胀率。
2021-06-04 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Radiation from Close Binaries with Time-Varying Masses
在弱场极限下的广义相对论四极近似中,时变的四极矩产生引力辐射。双星轨道是产生引力波的主要机制之一,也是多波段引力波探测器的主要源和背景。在这篇论文中,我们介绍了来自密近双星的引力辐射的额外贡献,这些贡献来自于随时间变化的质量以及轨道运动产生的质量。我们在二元点质量的四极极限下推导出这些效应的相位相关公式,该公式简化为Peters和Mathews(1963)在每个分量的质量取常数时推导出的公式。我们表明,从质量变化的引力辐射可以是数量级大于轨道运动。
2019-08-21 astro-ph.HE gr-qc
Equality of the Inertial and the Gravitational Masses for a Quantum Particle
我们研究了引力场与量子粒子的相互作用。从广义量子力学假设和Milne群协变性出发,导出弯曲伽利略时空中的波动方程。在这个方程中,惯性质量和引力质量是相等的.因此,我们在不对薛定谔方程应用等效原理,也不与经典运动方程有任何联系的情况下,给出了非相对论性量子粒子的相等性的证明。这一结果大大加强了Herdegen和提交人先前的结果。
2003-10-17 gr-qc
A five dimensional model of varying effective gravitational and fine structure constants
我们探讨的可能性,报告的精细结构常数$α$的时间变化是由于电磁和引力之间的耦合。这可能使$α$上的声称结果与Oklo天然铀裂变反应堆的上限一致。
2002-10-14 gr-qc
Cosmic Acceleration from Varying Masses in Five Dimensions
在试图解决或至少回避作为宇宙学模型框架的广义相对论中出现的不一致性方面,人们做了很多努力。在这方面,超维模型成为绝佳的可能性。在这项工作中,我提出了宇宙学的解决方案韦森的空间-时间-物质理论的引力。得到了宇宙学尺度下的质量变化与宇宙膨胀速度之间的关系。这样的关系产生了新的特点,空间-时间-物质理论的引力,这是仔细讨论。
2015-09-08 gr-qc
Violation of cosmic censorship in the gravitational collapse of a dust cloud in five dimension
本文分析了具有坍缩非均匀尘埃云的五维球对称时空中的零测地线方程。利用一种新的方法,证明了由中心奇性产生的零测地线方程在光滑初始分布下解的存在性和不存在性。此外,我们还证明了零测地线在一定情况下可以扩展到零无穷大,这意味着违反了宇宙监督猜想。
2016-07-10 gr-qc hep-th
Effects of the Electromagnetic Field on Five-dimensional Gravitational Collapse
研究了电磁场作用下具有正宇宙学常数的五维球对称引力坍缩.利用Santos修正的Israel准则导出了5D非静态内部时空与静态外部时空的连接条件。利用能量条件讨论了边界束缚和非边界束缚两种情况下带电理想流体内部时空场方程的解。我们发现,与有电磁场的四维引力坍缩相比,该模型的视视界范围更大。该分析分别给出了电磁场作用下四维理想流体坍缩和五维理想流体坍缩的不可约扩张和可约扩张。而且,对于后一种情况,在一定的限制条件下,其结果是可以恢复的。
2010-01-29 gr-qc
Core Collapse Supernova Gravitational Wave Emission for Progenitors of 9.6, 15, and 25 Solar Masses
我们提出了引力波发射预测的基础上,三个核心坍缩超新星模拟对应于三个不同的祖质量。质量跨度很大,在9.6到25太阳质量之间,最初都是不旋转的,并且有两种金属丰度:零和太阳。我们计算了正极化和交叉极化下的引力波应变随时间的演化,以及它们的谱分解和特征应变。
2022-08-22 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Quantum Gravitational Corrections to the Nonrelativistic Scattering Potential of Two Masses
我们把广义相对论作为一个有效场论来处理,得到了散射矩阵势的全部非解析分量到单圈阶。给出了所得到的有效场论的最低阶顶点规则,并详细计算了对G中引力散射振幅进行二阶非相对论性后牛顿修正和量子修正的单圈图。傅立叶变换的振幅产生一个非相对论性的潜力和我们的结果进行了讨论,与以前的计算。潜在的定义进行了讨论,以及我们展示了如何解决坐标变化下的潜在的模糊性。
2002-11-08 gr-qc hep-ph hep-th
Excess Mechanical Loss Associated with Dielectric Mirror Coatings on Test Masses in Interferometric Gravitational Wave Detectors
干涉测量引力波探测器使用反射镜,其基底由低固有机械损耗的材料形成。在未来的先进探测器中,测试质量的两个最有可能的选择是熔融石英或蓝宝石。这些测试质量必须被涂覆以形成在1064nm处高度反射的镜子。我们已经测量了额外的机械损耗与添加电介质涂层的熔融石英基板,并计算在一个先进的干涉仪的热噪声上的额外的损失的效果。
2001-09-20 gr-qc
Relativistic generalization of the inertial and gravitational masses equivalence principle
引力场方程的牛顿近似不一定要承认爱因斯坦方程中源项的非相对论性质:只考虑引力场的弱场条件就足够了。当一个源具有电磁性质时,人们{ \em}就不能}忽略它固有的相对论性质,因为即使在场自然变弱的大距离上,也不可能发明任何非相对论近似来充分描述电磁应力-能量张量。但是,引力场作用于其上的试验粒子应被视为非相对论性的(这个前提是从测地线方程引入牛顿势$Φ_{\rm N}$所必需的)。
2006-11-03 gr-qc
Primordial black holes and scalar-induced gravitational waves from the generalized Brans-Dicke theory
利用二次型Ricci标量耦合函数$Ω(ϕ)=1- 2ϕ/ϕ_c+(1+δ^2)(ϕ/ϕ_c)^2$,标量-张量暴胀的功率谱可以得到足够的增强,从而产生原初黑洞和标量诱导的引力波.原始黑洞的质量和标量诱导的引力波的频率由参数$ϕ_c$控制,它们的振幅由参数$δ$决定。原始黑洞与恒星质量,行星质量,质量周围的$10^{-12} M_\odot$的生产和他们的丰度得到的峰值理论。相应的标量诱导引力波的频率分别约为$10^{-9}$ Hz、$10^{-6}$ Hz和$10^{-3}$ Hz。质量在$10^{-12} M_\odot$附近的原始黑洞可以解释几乎所有的暗物质,频率在$10^{-9}$ Hz附近的标量诱导引力波可以解释NANOGrav 12.5 yrs信号。
2023-03-22 gr-qc
Scalar-gravitational perturbations and quasinormal modes in the five dimensional Schwarzschild black hole
用连分式方法计算了五维时空中Schwarzschild黑洞引力扰动的准正规模。对于所有类型的扰动(标量引力,矢量引力和张量引力扰动),与l=2,l=3和l=4相关联的QNM被计算。结果表明:(i)与相同的角量子数l相关的三种引力微扰具有不同的准正规频率;(ii)不存在纯虚频率模;(iii)在大虚频率极限下,三种引力微扰具有相同的准正规模渐近行为.在霍金温度单位中,当n趋于无穷大时,这些频率由log 3 + i2 pi(n+1/2)给出,其中n是模数。
2003-12-18 astro-ph gr-qc hep-th
Formation of Five-Dimensional String Solutions from the Gravitational Collapse
我们研究了五维弦解的形成,包括Gregory-Laflamme(GL)黑弦,Kaluza-Klein(KK)泡,以及引力坍缩中的裸奇点几何。五维爱因斯坦方程的内部解描述了坍缩的各向异性物质云。结果表明,物质云总是形成GL黑弦解,而不能形成KK泡解。数值研究表明,坍缩的物质形成了具有类时裸曲率奇点的几何,但在强曲率区,广义相对论并不可靠,应谨慎对待.
2007-06-14 gr-qc hep-th
A micromechanical proof-of-principle experiment for measuring the gravitational force of milligram masses
本文解决了一个简单的问题:如何小可以使一个引力源质量,仍然检测到它的引力耦合到附近的测试质量?我们描述了一个实验方案的基础上,微机械传感观察重力之间的毫克级源质量,从而提高目前最小的源质量值的三个数量级,甚至可能更多。我们还讨论了这种测量的影响,提高精度测量牛顿常数和新一代的实验在量子物理和重力之间的接口。
2016-04-14 gr-qc physics.ins-det
Can a gravitational wave and a magnetic monopole coexist?
我们研究了在五维时空中Kaluza-Klein介子周围的小扰动的行为。我们发现,当引力波在第五方向上是常数时,偶宇称引力波在Kaluza-Klein算符的五维时空中不传播.我们得出结论:在五维Kaluza-Klein时空中,引力波和U(1)磁引力波不能共存.
1997-11-17 gr-qc hep-th
Study of Parametric Instability of gravitational wave detectors using silicon test masses
参量不稳定性是高功率激光干涉引力波探测器的固有风险,其中光学腔模与反射镜的声学模相互作用导致声学振动的指数增长。在本文中,我们研究了潜在的参数不稳定性的建议下一代引力波探测器的基础上冷却硅测试质量。结果表明,每个试验质量将有大约2个不稳定模式,最高参数增益约为76。发展合适的不稳定性抑制计划的重要性被强调。
2016-09-09 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Quantum entanglement of masses with non-local gravitational interaction
本研究在含非局域相互作用的线性化广义相对论下,分析两种场景中试验质量的量子引力纠缠,发现引力非局域性增强会降低纠缠的并发度和冯·诺依曼熵。
2023-06-16 gr-qc quant-ph
Einstein-Maxwell gravitational instantons and five dimensional solitonic strings
我们研究了四维爱因斯坦-麦克斯韦多中心引力瞬子的各个方面。这些是最小N=2超引力的半BPS黎曼背景,渐近于R^4、R^3 x S^1或AdS_2 x S^2。与Gibbons-Hawking解不同,拓扑不受边界条件的限制。讨论了瞬子模空间上的经典度量。其中一类解可以被提升为因果的、规则的、没有视界的、4+1维N=2的、带有零动量的多“孤子弦”。
2006-10-24 gr-qc hep-th
Gravitational Multipoles in Five Dimensions
本文将Thorne的ACMC坐标形式推广到五维,严格定义了稳态渐近平坦真空度规的质量与流多极矩,并在双轴对称下约化为$M_\ell$与$S^{(1)}_\ell, S^{(2)}_\ell$,成功应用于Myers-Perry黑洞、黑环及多中心几何。
2024-04-02 gr-qc hep-th
Proposal for Determining the Total Masses of Eccentric Binaries Using Signature of Periastron Advance in Gravitational Waves
本文提出了一种由引力波确定低频偏心双星(如轨道频率为$f\gsim 10^{-3}$ Hz的中子星双星)总质量的新方法。该方法利用了近星点推进引起的频移,即使在辐射反应引起的啁啾信号难以测量的低频段也能工作。结果表明,在运行周期为$\sim 10$年的情况下,利用LISA可以精确地测量几个银河系中子星双星的总质量(误差在百分之几以内)。
2001-11-29 astro-ph gr-qc
Dynamics of Extended Spinning Masses in a Gravitational Field
我们发展了一个一阶近似方法,研究自旋对扩展自旋试验质量在引力场中运动的影响。这种方法是说明近似圆形赤道运动的外部克尔时空。在这种情况下,一阶近似的解析结果进行了比较的数值积分的精确系统和一阶结果的局限性指出。此外,我们还利用分析结果来说明旋转粒子的重力磁钟效应。
2006-11-30 astro-ph gr-qc
Equality of Inertial and Gravitational Masses for Quantum Particle
研究了引力场与量子粒子的相互作用。首先,我们证明了非相对论性量子粒子的惯性质量和引力质量相等,与等效原理无关。其次,我们证明了宏观物体不能用多粒子量子力学来描述。作为一个重要的工具,我们概括了巴格曼的射线表示理论,并解释了与状态向量减少问题的连接。讨论了彭罗斯假说,即引力场可能影响态矢约化的假说。
2003-10-17 astro-ph gr-qc
Thermoelastic Noise and Homogeneous Thermal Noise in Finite Sized Gravitational-Wave Test Masses
本文分析了激光干涉引力波探测器中有限质量块的热弹噪声(热弹耗散引起的热噪声)。尺寸效应使热弹性噪声增加了一个适度的量例如,对于LIGO-II试验计划的蓝宝石试验质量和合理的束斑半径,增加小于或为10%。作为一个附带问题,指出了目前使用的常规公式中的错误,有限尺寸测试质量中的均匀热噪声(与均匀耗散相关的噪声,由杨氏模量的虚部描述)。这些错误的校正增加了均匀的热噪声小于或为5%的LIGO-II型配置。
2000-02-16 cond-mat.mtrl-sci gr-qc
Five-dimensional Einstein-Chern-Simons cosmology
考虑一个五维Einstein-Chern-Simons作用量,它由一个引力扇区和一个物质扇区组成,其中引力扇区由Chern-Simons引力作用量而不是Einstein-Hilbert作用量给出,物质扇区由理想流体给出.利用Anti-de Sitter代数和de Sitter代数的S-展开方法得到了一些李代数的引力拉格朗日量。在宇宙学平面上,我们讨论了由Anti-de Sitter和de Sitter框架产生的场方程,并与四维宇宙学方案进行了类比。
2021-04-24 gr-qc
Upper bound on the gravitational masses of stable spatially regular charged compact objects
在一篇非常有趣的论文中,安德雷亚松最近证明了半径为$R$、电荷为$Q$的球对称致密物体的引力质量从上到下由关系式$\sqrt{M}\leq{\sqrt{R}\over{3}}+\sqrt{{{R}\over{9}}+{{Q^2}\over{3R}}}$限定。在本文中,我们证明了,在无量纲制度${{Q}/{M}}<\sqrt{9/8}$,一个更强的上限可以推导出物理现实({ \it稳定})的自引力水平的紧凑对象的质量:$M<{{R}\over{3}}+{{2Q^2}\over{3R}}$。
2019-03-25 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Energy losses by gravitational radiation in inspiralling compact binaries to five halves post-Newtonian order
本文在广义相对论的五个半后牛顿(2.5PN)近似下,导出了一个紧凑双星系统以引力波形式产生的总功率或能量损失率。扩展最近开发的引力波生成形式主义有效的任意(缓慢移动)系统,我们计算的质量多极矩的系统和相关的尾巴存在于波区的2.5PN顺序。在两个质点在准圆轨道上运动的情况下,我们发现2.5PN的能量损失率的贡献完全是由于尾巴。依靠能量平衡的论点,我们推导出的瞬时频率和相位的二进制的变化规律。累积相位中的2.5PN阶非常大,与前一个2PN阶的数量级大致相同,但符号相反。然而,2.5PN阶的有限质量效应很小。本文的结果应该是有用的,当分析数据从吸入紧凑的双星在未来的引力波探测器,如处女座和LIGO。
2005-05-27 gr-qc
Collapsing perfect fluid in self-similar five dimensional space-time and cosmic censorship
研究了五维时空中自相似绝热理想流体的引力坍缩中裸奇点的产生和性质。裸奇点在Tipler意义下是强引力的,因而违反了宇宙监督猜想。
2014-09-29 gr-qc
Gravitational contribution to fermion masses
在庞加莱群的非线性规范理论的背景下,我们表明,狄拉克场的协变导数包括一个耦合到平移连接,表现在作为一个普遍的背景质量贡献费米子的物质作用。
2005-06-06 gr-qc hep-th math-ph
On the Meaning of Various Mass Definitions for Asymptotically Flat Spacetimes
在广义相对论中,包含在任意时空中的质量并没有很好的定义。然而,对于渐近平坦的时空,已经提出了各种质量的定义。本文考虑了八个质量,并指出其中一些对应于主动引力质量,而另一些对应于惯性质量。例如,ADM质量对应于惯性质量,而M $ø$ ller质量对应于主动引力质量。一般来说,惯性引力质量和有效引力质量是不相等的。如果时空是真空的话,在大的$r$中,爱因斯坦方程强迫惯性质量和主动引力质量相同。爱因斯坦方程还强迫质量相同,如果任何延伸到大$r$的物质满足弱、强或主能量条件。我还研究了惯性和主动引力质量的贡献的引力红移,光的偏转,夏皮罗时间延迟,近日点的岁差和测试机构在时空中的运动。
2021-01-28 gr-qc
Inequivalence between gravitational mass and energy due to quantum effects at microscopic and macroscopic levels
我们回顾了最近的理论结果,证明了由于广义相对论中的量子效应,主动和被动引力质量和能量之间的等价性被打破。特别地,我们讨论了最简单的复合量子体-一个氢原子-并定义了它的引力质量算子。利用Gedanken实验,我们证明了著名的爱因斯坦方程$E =mc^2$在原子的被动引力质量下以小概率破裂。对于定态量子态,主动和被动引力质量的期望值满足上述方程是很重要的。然而,我们强调,对于氢原子中定态的量子叠加,其中能量的期望值是常数,质量的期望值随时间振荡,从而打破爱因斯坦方程。我们简要地讨论了观察上述含时振荡的实验可能性。在本文中,我们还对原开创性作品的几个不足之处进行了改进。
2017-10-31 gr-qc
Jiggled interferometer: Ground-based gravitational wave detector using rapidly-repeated free-falling test masses
Nagoya University(名古屋大学);Syracuse University(雪城大学);The University of Tokyo(东京大学);Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), WPI, UTIAS, The University of Tokyo(理化学研究所宇宙粒子天体物理研究所(Kavli IPMU));Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency(日本宇宙航空研究开发机构宇宙科学研究所);Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo(东京大学宇宙射线研究所);National Astronomical Observatory of Japan(日本国立天文台)
本文提出了一种新型地面引力波探测器Jiggled Interferometer,通过低频噪声抑制技术,利用快速重复自由下落测试质量消除地震和悬架热噪声,实现了在0.1-0.3 Hz频段内比宇宙探测器的地震和悬架噪声提升四量级的灵敏度。
2026-04-09 gr-qc
Search for gravitational waves from five low mass X-ray binaries in the second Advanced LIGO observing run with an improved hidden Markov model
低质量X射线双星是地面干涉仪连续引力波搜索的主要目标。本文给出了对五个低质量X射线双星的搜索结果,它们的自旋频率和轨道根数是从X射线脉动精确测量的:HETE J1900.1-2455,IGR J 00291 +5934,SAX J1808.4-3658,XTE J 0929 -314和XTE J1814-338。数据分析来自高级激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的观测运行2。搜索算法使用隐马尔可夫模型跟踪自旋漂移,使用$\mathcal{J}$ -统计极大似然匹配滤波器跟踪轨道相位,并使用一套五个否决权来拒绝来自非高斯噪声的伪影。搜索产生了一些低的显着性,高于阈值的候选人符合选定的虚警概率。候选人将在随后的观察运行中得到跟踪。
2020-06-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Dimensional regularization of the gravitational interaction of point masses in the ADM formalism
给出了$d$空间维两点质量系统的ADM形式。指出直接在$d=3$空间维数中考虑的第三后牛顿ADM哈密顿量的正则化模糊性可以通过维数延拓(到复$d$)来消除,从而得到有限且唯一的哈密顿量$d\to3$ .给出了第三类后牛顿两点质量ADM哈密顿量的维数延拓计算的一些尚未发表的细节。
2008-04-15 gr-qc
The Persistence of Nonlinear Gravitational Wave Memory
本文探讨了非线性引力波记忆现象,指出引力波能量本身可作为引力波的次级源,并揭示了通常被认为是永久的测试质量位移记忆在晚时会在回声海洋中消失。
2025-06-25 gr-qc
Modified Gravitation Theory (MOG) and the aLIGO GW190521 Gravitational Wave Event
采用改进的引力理论(MOG)用于涉及二元黑洞源的aLIGO GW 190521引力波探测的结果是将aLIGO应变和啁啾数据与较低质量、紧凑的合并二元系统(诸如中子星-中子星(NS-NS)、黑洞-中子星(BH-NS)和黑洞-黑洞(BH-BH)系统)拟合。在MOG BH-BH中,分量质量可以小于从aLIGO GW 190521引力波事件推断的分量质量$m_1=85M_\odot$和$m_2=66M_\odot$。这减少了最终残余质量$M_f=150M_\odot$的质量,并允许通过传统的恒星坍缩模型形成黑洞的初级、次级和最终残余质量。
2020-09-09 gr-qc
Gravitational waveforms for black hole binaries with unequal masses
我们导出了不等质量旋转黑洞双星的后牛顿(PN)螺旋引力波形。在内旋的末端,较大的自旋主导了轨道角动量(而较小的自旋可以忽略不计),因此被称为自旋主导波形(SDW)。这样的系统是未来引力波探测器的共同来源,在螺旋过程中,最大振幅的波恰好在其最后部分发射。SDW波形表现为PN参数和轨道角动量与主导自旋之比的双重展开。
2012-10-25 astro-ph.CO gr-qc
Dimensional regularization of the gravitational interaction of point masses
我们展示了如何使用维正则化来确定,在Arnowitt Deser Misner正则形式主义,减少描述两个引力相互作用点质量的动力学的哈密顿量。实现,在第三后牛顿(3PN)的准确性,我们的程序,我们发现,维延续产生一个有限的,明确的(无极点部分)3PN哈密顿量,唯一地确定了迄今为止模糊的“静态”参数:即,$ω_s=0$。我们的工作还提供了一个显着的检查微扰的一致性(与规范对称性的兼容性)通过直接计算的“动力学”参数$ω_k$维连续,给出了唯一的答案与全球庞加莱不变性($ω_k={41/24}$)通过求和$\sim50$不同的维连续的贡献。
2001-05-11 gr-qc hep-th
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
Fluctuation-dissipation relation of test masses in classical stochastic gravitational wave background
本研究基于广义相对论和随机动力学,利用广义朗之万模型分析了经典随机引力波背景中检验质量的涨落力与能量耗散,推导出长波长极限下背景满足的必要条件并建立了涨落-耗散关系。
2024-10-14 astro-ph.CO gr-qc
Thermoelastic dissipation in inhomogeneous media: loss measurements and displacement noise in coated test masses for interferometric gravitational wave detectors
干涉型引力波探测器质量镜的位移噪声与其在观测频率处的弹性耗散成正比。在本文中,我们分析了一个基本的源耗散在薄涂层,热弹性阻尼与不同的热和弹性性能的薄膜和基板。我们得到的热弹性耗散因子的表达式,解释共振损耗测量所需的,并施加在高斯光束从涂层质量的面反射的位移噪声的谱密度。这些效应的预测大小足以影响对损耗测量的解释,并影响先进引力波探测器的设计选择。
2004-02-06 gr-qc
Measurement of Gravitational Coupling between Millimeter-Sized Masses
我们演示了两个半径约为1 mm,质量为90 mg的金球之间的引力耦合。通过以频率f=12.7mHz周期性地调制源质量位置,我们在测试质量的位置处产生与时间相关的重力加速度,该重力加速度在微型扭转天平配置中的非共振下测量。在350小时的积分时间内,测试质量振荡器能够实现4 E-11 m/s^2的系统精度和4 E-12 m/s^2的统计精度的测量。这足以在两个质量之间的最小表面距离400 μ m处解析重力信号。我们观察到线性和二次耦合,一致的信号强度随时间变化的1/r引力势。非引力的贡献可以保持在观测信号的10%以下。我们期待进一步的改进,使隔离的重力作为耦合力的对象远远低于普朗克质量。这为在孤立的微观源质量的新区域中进行重力的精确测试开辟了道路。
2021-03-02 gr-qc physics.class-ph physics.ins-det
Strong gravitational lensing of a five-dimensional charged, equally rotating black hole with a cosmological constant
本文研究了Cvetič-Lü-Pope五维带电旋转黑洞的强引力透镜现象,计算了光子球半径、偏转角等可观测量,并对M87和SgrA*进行建模,揭示了引力时间延迟对光子球半径及准正规模式的影响。
2025-04-01 gr-qc
Naked Singularities in Higher Dimensional Gravitational Collapse
在高维时空中研究了球对称非均匀尘埃坍缩,分析了在边缘约束情况下,在靠近中心的区域中出现裸奇点的原因。我们清楚地证明,在前一种情况下,在大于五维的时空中不出现裸奇点,这似乎是一个强结果。非边际约束崩溃也检查在五个维度和发展裸奇点在这个时空中的剪切的作用进行了详细讨论。在后一种情况下选择了五维时空,因为我们只有在五维中才有封闭形式的精确解,而在其他任何情况下都没有。
2003-02-28 gr-qc
Notes on anelastic effects and thermal noise in suspensions of test masses in interferometric gravitational-wave detectors
热噪声是影响干涉型引力波探测器(如LIGO和VIRGO)灵敏度的主要限制因素之一。在50和200 Hz之间的重要频率范围内,干涉仪的测试质量和悬挂模式的内部模式的热波动将主导噪声频谱。假设试验质量和悬浮液中的损失主要是由于其材料中的内摩擦引起的,这与固体中的滞弹性效应有关。本文是关于摆悬滞弹性和热噪声理论的一些基本结果。这本书绝不是完整的,集中在作者感兴趣的方面。
1999-09-08 gr-qc physics.gen-ph physics.ins-det
Asymptotic structure of the gravitational field in five spacetime dimensions: Hamiltonian analysis
我们发展了更高时空维度$D$中引力渐近性质的分析,特别强调了$D=5$的情形。我们的方法处理空间的无穷大,是哈密顿的。证明了非线性实现的渐近对称代数BMS $_5$包含四重角相关超平移族.研究了这类非线性代数的结构,构造了Poincaré子代数线性实现的表示。研究了能量的不变性。最后给出了关于高维$D \geq 6$的结论性意见。
2022-06-21 gr-qc hep-th
Possible Development of the Newton Gravitational Theory of Interactions. An Alternative Approach to the Gravitational Theory
本文讨论了引力相互作用可能是强相互作用和电磁相互作用的残余相互作用的观点。然后,引力相互作用的载体的缺失在这个想法的框架中找到了自然的解释。此外,由于粒子的质量(引力相互作用的电荷)是在强电磁(可能还有其他)相互作用中产生的,如果粒子的质量不会在这些相互作用中产生(即$m \equiv 0$),那么引力相互作用就不会出现。这也间接证实了所考虑的想法。电荷的引力和其他相互作用之间的连接被认为是。
2002-07-21 gr-qc
Dimensional regularization of the third post-Newtonian gravitational wave generation from two point masses
在第三后牛顿近似下,将量纲正则化方法应用于计算致密双星产生的引力波场。我们推广的波生成形式主义从孤立的后牛顿物质系统的d空间维度,并将其应用到点质量(无自旋),由三角函数奇点建模。我们发现点粒子双星在调和坐标系中的四极矩在3 PN阶下当d = d-3 -> 0时包含一个极点。证明了极可以通过粒子世界线的相同的移动,在我们最近的3 PN运动方程的推导重整化。所得到的重正化(当λ-> 0时是有限的)四极矩导致模糊度参数xi、kappa和zeta的唯一值,这些值在使用阿达玛正则化的先前计算中引入。这些值的几个检查。这些结果完成了由螺旋形紧凑双星发射的引力波的推导,其精度高达3.5PN,这是探测和分析引力波天线LIGO/VIRGO和LISA中的信号所需的。
2005-03-10 gr-qc
Detecting gravitational-wave transients at five sigma: a hierarchical approach
随着第二代引力波探测器准备以前所未有的灵敏度分析数据,人们对搜索未建模的瞬变(通常称为爆发)产生了极大的兴趣。大量的努力已经产生了各种技术来识别和表征这种瞬态信号,其中许多方法已被应用于使用第一代探测器的数据产生天体物理结果。然而,背景估计的计算成本仍然是一个具有挑战性的问题;很难要求具有合理计算资源的5σ检测,而不支付具有降低的灵敏度的效率。我们展示了一个分层的方法来引力波瞬态检测,专注于长寿命的信号,它可以用来检测瞬态的显着性超过5σ使用适度的计算资源。特别是,我们展示了如何将以前开发的无籽聚类技术应用于大型数据集,以确定高显着性的候选人,而不必以敏感性换取速度。
2015-10-12 astro-ph.IM gr-qc
Small neutrino masses from gravitational $θ$-term
我们提出了如何中微子凝聚和小中微子质量出现的引力异常的拓扑公式。我们首先概括了引力$θ$项如何导致一个新的束缚中微子态的出现,类似于QCD中的$η'$介子。然后,我们表明,由此形成的中微子真空凝聚,有效地产生小中微子质量。之后,我们概述了我们的中微子质量产生模型的几个唯象后果。宇宙学上的中微子质量束缚消失了,因为我们预测中微子在宇宙晚期的相变$T\sim {\rm meV}$之前是无质量的。在未来的冰立方数据中,可以观察到由于地外中微子通量中中微子衰变增强而导致的等味率偏差。目前的宇宙学中微子背景只包括最轻的中微子,由于中微子-中微子相互作用的增强,它们要么结合,形成超流体,要么完全湮灭成无质量的玻色子。强耦合的残余中微子可能对宇宙晚期的冷暗物质做出贡献,同时还有新提出的粒子和拓扑缺陷,它们可能是在中微子凝聚过程中形成的。这些增强的相互作用也可能是我们银河系中遗留中微子聚集的来源,这可能使KATRIN实验中可以检测到过密的宇宙中微子背景。中微子凝聚体为假设的$B-L$规范玻色子提供了质量,导致了在短距离测量中可检测到的引力竞争力。引力波探测有可能探索我们的中微子质量产生机制。
2016-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph