Optimizing Active Seismic Isolation Systems in Gravitational-Wave Detectors
本研究首次将H-infinity优化方法应用于KAGRA引力波探测器的主动地震隔离,通过设计最优传感器校正与融合滤波器,显著提升了低频段噪声抑制性能与探测器运行占空比。
2025-06-17 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Ground motion prediction at gravitational wave observatories using archival seismic data
引力波观测站经常受到远震地震的影响,导致占空比和重合观测时间的减少。在这项分析中,我们利用机器学习算法和档案地震数据的力量来预测地震发生期间的地面运动和引力波干涉仪的状态。我们证明了从5倍到2.5倍的改进,在预测的地面速度的误差分散在以前的模型拟合为基础的方法。利用该方案实现的精度水平使得在过度地面运动期间切换控制配置成为可能,从而防止干涉仪失去锁定。为了进一步评估我们的方法的准确性和实用性,我们使用IRIS地震网络数据,并获得类似的估计和测量振幅之间的协议水平。性能表明,这种存档或预测方案可以扩展到引力波探测器站点以外的领域,用于基于灾害的早期预警警报。
2019-04-25 astro-ph.IM gr-qc
Wiener filtering with a seismic underground array at the Sanford Underground Research Facility
在南达科他州前霍姆斯特克矿的桑福德地下研究设施部署了一个地震阵列,以研究地下地震环境。这包括探索在地下建造第三代引力波探测器的优势。这些探测器的主要噪声源是牛顿噪声,它是由局部引力场的波动引起的。希望是,低噪声地震环境和相干噪声相减的组合使用在探测器附近的地震仪可以抑制牛顿噪声低于未来的引力波探测器的预计噪声基底。本文利用维纳滤波技术,在0.05 ~ 1.0Hz频带内滤除地震台阵中的相干噪声。这在该频带的大部分上实现了超过一个数量级的噪声消除。我们展示了这种减法将如何有利于未来的低频引力波探测器。分析了一天中维纳滤波器系数的变化,包括本地活动如何影响滤波器。我们还研究了一个月内系数的变化,显示了滤波器随时间的稳定性。还探讨了滤波器阶数的变化对减法性能的影响。结果表明,优化滤波器阶数可以显着提高地震噪声的扣除,这给未来的重力波探测器,以解决牛顿噪声的希望。
2014-08-19 astro-ph.IM gr-qc physics.geo-ph
Impact of correlated seismic and correlated Newtonian noise on the Einstein Telescope
相关噪声可能会影响未来地球引力波探测器对引力波背景的搜索。由于爱因斯坦望远镜的不同干涉仪之间的距离很小($\sim$ 400 m),相关地震噪声可能会产生重大影响。在这种程度上,我们研究了地震相关性在地球表面,以及地下,地震检波器和地震检波器之间的分离了几百米,在频率范围0.05赫兹- 50赫兹。基于这些相关的地震场,我们预测的相关牛顿噪声(NN)的水平。我们构造上限允许的地震耦合函数,使相关的地震噪声不影响搜索的各向同性引力波背景。假设一个设施位于300米以下的表面,从瑞利波的相关NN的引力波背景的搜索的影响被发现是有问题的$\sim$ 5赫兹。然而,来自体波的NN对引力波背景的搜索构成了严重的威胁。来自体波的相关NN可能比计划的灵敏度高出5到7个数量级,在$\sim$ 3 Hz,它可能会阻碍对低于40 Hz的引力波背景的任何搜索。在每个干涉仪中通过NN抵消将NN减少10倍,NN对随机搜索的影响可以在30 Hz以上消除。
2022-08-26 astro-ph.IM gr-qc
Seismic isolation of Advanced LIGO: Review of strategy, instrumentation and performance
将地面干涉引力波观测站与环境干扰隔离是先进探测器时代的巨大挑战之一。为了直接观测引力波,探测器组件和测试质量必须与地面运动高度惯性解耦,不仅要感测由引力波引起的时空的微弱应变,而且要保持非常灵敏的4 km干涉仪的共振。本文介绍了先进的LIGO干涉仪的地震隔离仪器和策略。它回顾了十多年来在引力波探测方面对主动隔离的研究,并介绍了先进LIGO天文台最近取得的性能。最后,讨论了主动隔震技术未来发展的前景以及对天体物理引力波研究的预期益处。除了引力波研究之外,本文的目标是为敏感的地基物理实验提供详细的隔离策略指南,这些实验可能受益于类似水平的惯性隔离。
2016-01-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Real-time earthquake warning for astronomical observatories
地震预警是一种迅速发展的能力,对包括天文观测站在内的许多领域都有重大影响。在这项工作中,我们描述了天文设施对地震事件的敏感性,包括大型望远镜以及第二代地基引力波干涉仪。我们描述了潜在的预警时间,从目前的地震台网观测站,并提出了未来的地震检波器的位置,以最大限度地提高预警时间。
2014-12-11 astro-ph.IM physics.geo-ph
Seismic noise measures for underground gravitational wave detectors
根据低频地震噪声的频谱和累积特性选择地下引力波探测器的位置。对在Mátra重力和地球物理实验室收集的长期地震学数据的评估揭示了先前确定的特征的几个缺点。在这里,我们展示了最近的措施的问题方面,并建议更强大,更可靠的方法。特别是,我们表明,该模式的数据是嘈杂的,敏感的离散化和内在的平均,和$rms_{2Hz}$是由不相关的信息负担,不适应技术的变化。因此,使用数据的中值而不是众数以及修改$rms$的频率极限是优选的。
2018-10-15 astro-ph.IM
Low-Frequency Noise Mitigation and Bandgap Engineering using Seismic Metamaterials for Terrestrial Gravitational Wave Observatories
针对地面引力波观测站受地震等低频噪声限制探测频段的问题,提出利用地震超材料波动力学的噪声处理框架,并将带隙工程技术应用于KAGRA观测站以抑制地震声噪声,为地面引力波探测降噪提供新途径。
2023-01-11 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Upper Limit on a Stochastic Background of Gravitational Waves from Seismic Measurements in the Range 0.05 Hz to 1 Hz
在本文中,我们提出了一个上限的$Ω_{\rm GW}<1.2\times 10^{8}$的各向同性随机引力波(GW)的背景下集成了一年的频率范围为0.05 Hz - 1 Hz,提高了约9个数量级的高精度实验室实验的电流上限。这个极限是通过F. J. Dyson在40多年前描述的自由表面效应,利用地球本身对GWs的响应获得的。反应是由一个全球网络的宽带地震仪选择,以最大限度地提高灵敏度。
2014-01-13 astro-ph.IM gr-qc
Status of advanced ground-based laser interferometers for gravitational-wave detection
用于引力波探测的地基激光干涉仪于20年前首次建造,截至2010年,已完成了在初始设计灵敏度下收集数年科学数据的工作。初始探测器的升级以及全新探测器的建设正在进行中,并采用先进技术以提高对全球Ws的灵敏度。本会议记录概述了地基激光干涉GW探测器的常见设计特征,并为全球四个引力波探测器(Advanced LIGO、Advanced Virgo、GEO600和KAGRA)的状态更新建立了背景。
2014-11-22 astro-ph.IM physics.ins-det
Addressing rotational motion on gravitational waves detectors
The University of Western Australia(西澳大学)
本综述针对地面引力波探测器10Hz以下频率受地球地震旋转分量限制灵敏度的问题,概述了过去十年传感与控制系统的技术成就并展望未来发展。
2026-07-30 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Constraining the gravitational wave energy density of the Universe in the Range 0.1 Hz to 1 Hz using the Apollo Seismic Array
在本文中,我们描述了阿波罗时代的月球地震数据的分析,放置在一个各向同性的随机重力波背景上的一年内的频率范围为0.1\,Hz-1\,Hz的上限。我们发现,由于月球的环境噪声背景比地球安静得多,基于地球的分析有了显着的改善。我们发现一个上限的$Ω_{\rm GW}<1.2\times 10^{5}$,这是三个数量级小于一个类似的分析全球网络的宽带地震仪在地球上,在这个波段的最佳限制。我们还讨论了潜在的地月相关搜索的好处,并计算这种分析所需的时间相关的重叠减少功能。对于这个搜索,我们发现一个上限的数量级大于月球-月球搜索。
2014-10-11 astro-ph.IM gr-qc
Analytical model for ring heater thermal compensation in the Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory
先进的激光干涉引力波探测器使用高激光功率来实现设计灵敏度。该功率的一小部分在干涉仪腔镜中被吸收,在干涉仪腔镜中产生热透镜,导致主激光束中的像差,必须通过“环形加热器”的致动来最小化,环形加热器是旨在降低镜中的温度梯度的附加加热器元件。在这篇文章中,我们推导出第一个,尽我们所知,分析模型的温度场产生的理想环形加热器。我们表示在这种轴对称的情况下产生的光学像差的主要激光束的贡献。结合波前测量,我们的模型提供了一个更完整的理解腔镜的热状态,并将允许更有效地使用先进的激光干涉仪引力波天文台的环形加热器。
2016-04-08 astro-ph.IM physics.ins-det
Design and implementation of a seismic Newtonian-noise cancellation system for the Virgo gravitational-wave detector
本文提出并实现了Virgo探测器AdV+升级中的首个牛顿噪声消除系统,利用110个垂直地震检波器估计并减去地震牛顿噪声,经倾斜仪原理验证后已稳定运行数月。
2023-10-26 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Gravitational wave memory and quantum Michelson interferometer
本文研究了量子迈克尔逊干涉仪在非线性光力学和时变引力场共同作用下的输出,发现相移与引力波振幅的正比关系存在与引力波记忆效应相关的微小偏移,并揭示了随机引力波记忆背景通过新机制贡献量子红噪声谱,从而为高精度探测系统提出新的量子噪声极限。
2024-05-10 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Terrestrial Laser Interferometers
2015年,用于引力波探测的地面激光干涉仪首次探测到了具有里程碑意义的引力波。我们提供了一个概述的历史,这些激光干涉仪如何流行的最有前途的技术在寻找引力波。我们描述了它们的工作原理和局限性,并提供了一些最重要的技术,使他们的建设的例子。我们介绍了四个大规模的激光干涉仪引力波探测器在世界各地的运作,并提供了一个简短的展望未来的地基探测器。
2021-03-02 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Folding Gravitational-Wave Interferometers
反射镜涂层热噪声限制了超小型地面引力波干涉仪的灵敏度。我们探讨的效果折叠的臂腔的干涉仪。虽然简单的折叠并不能降低镜面涂层的热噪声,但它使折叠式镜面成为关键的镜面,开辟了各种设计和升级选择。
2016-08-05 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational wave detection and cosmic string detection with current radio interferometers
作者对这篇论文的初步提交表示歉意。
2010-11-11 astro-ph.CO astro-ph.IM
Demonstration of a dual-pass differential Fabry-Perot interferometer for future interferometric space gravitational wave antennas
双通差分法布里-珀罗干涉仪(DPDFPI)是未来法布里-珀罗型空间引力波天线(如分赫兹干涉仪引力波天文台)的一种备选干涉仪结构。本文研究了DPDFPI的工作原理,发现了DPDFPI工作时需要调整腔的绝对长度,并利用55 cm长的样机首次演示了DPDFPI的工作,证实了调整绝对臂长可以减小腔的失谐量。这项工作为DPDFPI在未来Fabry-Perot型空间引力波天线中的应用提供了概念验证。
2020-08-28 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Joint Optimization of seismometer arrays for the cancellation of Newtonian noise from seismic body waves in the Einstein Telescope
本文扩展了 Einstein Telescope 中地震仪阵列的优化研究,针对探测器嵌套形状下低频干涉仪的四个测试质量,利用相干噪声消除技术消除体波产生的 Newtonian noise,并分析了极化含量、传感器位移及运行频率对性能的影响。
2023-10-09 astro-ph.IM
Correlated 0.01Hz-40Hz seismic and Newtonian noise and its impact on future gravitational-wave detectors
本研究基于四个地下场地的0.01Hz–40Hz地震观测,分析体波相关牛顿噪声对 Einstein Telescope 探测各向同性引力波背景灵敏度的影响。
2024-02-27 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
On the Possible Detection of Low Frequency Periodic Signals in Gravitational Wave Interferometers
我们利用LIGO仪器的技术参数对大型引力波干涉仪进行了计算机模拟。我们发现,如果除了载波,单边带偏移载波的fsr频率(臂腔的自由频谱范围)被注入,它是同样敏感的GW信号是载波。在直流区域中fsr边带信号的幅度通常比载波受噪声的影响小得多,这使得检测频率远低于所谓地震墙的周期信号成为可能。
2014-11-13 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
A new method of testing the gravitational redshift effect with radio interferometers
提出了一种利用远距离射电源同步干涉测量引力红移的新方法。在我们的设置中,$v/c$对信号的一阶贡献(经典的多普勒效应)被自动消除。当适当考虑钟速、钟不完整性和大气的其它贡献时,剩余引力红移的相对测量精度可以达到射电天文空对地干涉仪的$\sim 10^{-3}$或下一代空间射电干涉仪的几个$10^{-5}$。
2018-12-03 astro-ph.IM
Adaptive algorithms for low-latency cancellation of seismic Newtonian-noise at the Virgo gravitational-wave detector
本研究提出框架分析时变噪声消除滤波器的性能局限,并在Virgo地震数据上验证自适应滤波器优于静态维纳滤波器,实现低延迟牛顿噪声消除。
2024-04-19 astro-ph.IM gr-qc
Characterization of the seismic field at Virgo and improved estimates of Newtonian-noise suppression by recesses
引力的波动会在引力波探测器中产生所谓的牛顿噪声(NN),这将限制它们在即将到来的观测运行中的低频灵敏度。地震NN是由地震波通过探测器的悬挂测试质量附近产生的。它被预测为NN的最强贡献。准确地模拟这种贡献是一个重大挑战。在Virgo现场部署了地震仪阵列,以确定四个试验块附近地震场的特征。在本文中,我们提出的阵列数据的频谱分析结果,从处女座的最终建筑物之一,以确定地震场的主导模式。一些模式可以与已知的地震源相关联。分析一定频率范围内的模式,我们提供了Rayleigh波的频散曲线。我们发现,在NN频带10 Hz - 20 Hz的瑞利速度是非常低的($\lesssim$ 100\,m/s),这对Virgo的地震NN有重要的后果。使用新的速度估计,我们发现,由地下室水平在端部建筑物的悬挂测试质量下形成的凹陷导致地震NN减少10倍。
2021-07-10 astro-ph.IM
An optical lock-in camera for advanced gravitational wave interferometers
相干光场中光谱分量的强度和相位分布的知识对于广泛的高精度光学应用至关重要。其中之一是干涉引力波探测器,它依赖于这种场来精确控制实验。在这里,我们展示了一种新的设备,\textit{optical lock-in camera},并强调它们如何可以在引力波干涉仪中使用,以比以前更高的空间和时间分辨率直接成像场。这种改进是通过使用普克尔斯盒作为快速光开关来实现的,该普克尔斯盒将sCMOS阵列上的每个像素转换成光学锁定放大器。实验结果表明,该光学锁定相机在10 Hz时能获得2~Mpx的视场分辨率,在2 s内平均灵敏度为-62 dBc。
2019-07-10 astro-ph.IM physics.ins-det physics.optics
Silence measurements and measures for ET: characterisation of long term seismic noise in the Mátra Mountains
本文报道了利用匈牙利马特拉重力和地球物理实验室(MGGL)的设备对马特拉山地下长期地震资料进行的分析。该实验室位于匈牙利Gyöngyösoroszi矿内,地下88米。这项研究的重点是爱因斯坦望远镜(ET)的要求,计划的第三代引力波天文台之一,这是专为地下操作。在简要介绍了地球物理环境之后,对收集的长期数据进行了评估,包括对矿井深处两周测量活动的比较。根据我们的分析,并考虑到长期数据收集的特殊性,改进的性能和评价标准的建议,以及一个可能的Mátra网站的性能估计。
2018-04-19 astro-ph.IM hep-ex physics.geo-ph
Interferometer Response to Scalar Gravitational Waves
最近有人提出,引力波(GWs)的磁分量与引力干涉仪频率响应函数的评估有关。在本文中,我们扩展的标量张量引力理论所产生的GWs的标量模式的磁分量的分析。在低频近似下,计算了地基干涉仪的响应函数。讨论了响应函数的电磁贡献的角度依赖性。最后,对于一个任意的频率范围内,两个测试质量之间的适当的距离计算和它的有用性在高频率限制的天基干涉仪被简要地考虑。
2010-09-30 astro-ph.IM gr-qc
Towards a first design of a Newtonian-noise cancellation system for Advanced LIGO
来自地震场的牛顿引力噪声被预测为第二代引力波探测器的低频限制噪声源。将通过维纳滤波,使用部署在所有试验质量附近的地震仪阵列,来减轻这种噪声。在这项工作中,我们提出了优化配置的地震检波器阵列使用各种简化模型的地震场的基础上,在LIGO汉福德地震观测。最适合地震测量的模型导致主要受地震计自噪声限制的噪声降低。第一个简化设计的地震阵列牛顿噪声消除在LIGO网站,这表明它将足以监测建筑物内的表面位移。
2016-12-20 astro-ph.IM gr-qc
Interferometer Techniques for Gravitational-Wave Detection
世界范围内已经建造了几个千米级的引力波探测器。这些仪器结合了许多先进的技术,以推动精密长度测量的极限。核心设备是一种新型的激光干涉仪;从经典的迈克尔逊拓扑结构发展而来,这些干涉仪集成了额外的光学元件,显着改变了光学系统的特性。这些激光干涉仪的大部分设计和分析可以使用众所周知的经典光学技术进行,然而,复杂的光学布局提供了一个新的挑战。在这篇评论中,我们给出了一个教科书式的介绍现代引力波探测器,以及其他高精度激光干涉仪的理解所需的光学科学。此外,我们还提供了一些免费的干涉仪仿真软件的例子,并鼓励读者使用这些例子来获得所讨论的光学方法的实践经验。
2015-12-04 astro-ph.IM gr-qc
Searching for Gravitational Waves with a Geostationary Interferometer
我们分析了在亚赫兹波段工作的地球同步引力波干涉仪任务的灵敏度。由于其臂长较小,在其可访问频带的较低部分($10^{-4} - 2 \times 10^{-2}$ Hz),我们提议的地球轨道探测器将比激光干涉仪空间天线(LISA)任务灵敏度低约70倍。在其波段的较高部分($2 \times 10^{-2} - 10$ Hz),我们提出的干涉仪将有能力观测质量小于$\sim 10^{6}$ M $_{\odot}$的超大质量黑洞(SMBH)。有了这些系统的良好事件率,地球同步干涉仪将能够准确地探测解释其形成的天体物理情景。
2013-08-16 astro-ph.IM gr-qc
Prospects for observing ultra-compact binaries with space-based gravitational wave interferometers and optical telescopes
天基引力波干涉仪对银河系超紧凑双星的数量非常敏感。超致密双星的一个重要子集是那些可以被引力波干涉仪和电磁望远镜单独分辨的恒星。本文的目的是量化臂长在1至5 Gm之间的天基干涉仪的多信使潜力。Fisher信息矩阵用于估计来自银河系模型的双星的数量,这些双星被引力波探测器定位在天空中的1到10平方度内,并且足够明亮,可以通过星等限制的调查来检测。我们发现,根据GW探测器特性的选择,限制震级,和观测策略,多达几百个引力波源可以检测到电磁后续观测。
2012-08-24 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Robust Gravitational Wave Burst Detection and Source Localization in a Network of Interferometers Using Cross Wigner Spectra
我们讨论了一种快速交叉Wigner变换为基础的技术检测引力波爆发,并估计到达方向,使用(三)非共址干涉探测器网络。通过数值仿真研究了检测器的性能随信号强度和源位置的变化规律,以及波达方向估计的精度。
2011-12-21 astro-ph.IM gr-qc
Cosmic signatures in earth's seismic tremor?
即使在没有地震的情况下,地球上的每个地点都会经历连续的弹性振动,这些振动主要是由海浪的非线性相互作用引起的。然而,在兆赫频率的频谱的精细结构显示出数百个非常显着的窄带宽峰值,具有持久性和重合与太阳声本征模式,这是不兼容的任何地球物理起源。通过估计地球的引力波横截面,结合其弹性响应和由宇宙信号与海洋起源的震颤的干扰所产生的随机放大,来评估共同宇宙起源的可行性。测得的光谱峰出现兼容的重力单色照明在应变$h \gtrsim 10^{-20} $。我们详细分析了2.614 mHz附近的波段,预计双星白矮星J 0651 +2844 -这是已知的第二强引力恒星源-将发射。地球和太阳的光谱震颤峰值是一致的,但它们的振幅是3 o.m.。比独立的估计值大,因此引力源的归属将需要各种具有确定的质量-距离比的未知非发光源。
2016-06-15 astro-ph.EP astro-ph.IM
Correlated magnetic noise in global networks of gravitational-wave interferometers: observations and implications
引力波天文学最雄心勃勃的目标之一是观测随机的引力波背景。两个或更多个检测器中的相关噪声可以引入系统误差,这限制了随机搜索的灵敏度。我们报告的测量相关的磁噪声舒曼共振在广泛分离的LIGO和处女座探测器。我们调查的影响,这种噪音的全球网络的干涉仪,并推导出一个约束的允许耦合的环境磁场测试质量运动的引力波探测器。我们发现,虽然来自全球电磁场的相关噪声可以安全地忽略初始LIGO随机搜索,但它可能会严重影响Advanced LIGO和第三代探测器。
2013-03-11 astro-ph.IM gr-qc
A Three-Dimensional Laser Interferometer Gravitational-Wave Detector
引力波(GW)为我们打开了一扇电磁波谱之外的宇宙新窗口。自2015年以来,地面GW探测器通过激光干涉测量技术捕获了数十个GW事件。然而,所有的地基探测器都是L形迈克耳孙干涉仪,对GW的方向响应非常有限。在这里,我们提出了一个三维(3-D)激光干涉仪检测器的形状的一个规则的三棱锥,它具有更球对称的天线方向图。此外,新的配置对应于更强的约束GW源的参数,并能够构造空流,以摆脱信号样的噪声事件。这种千米级的三维探测器将为GW和电磁辐射的联合搜索提供新的思路。
2020-10-06 astro-ph.IM gr-qc
Broadband detuned Sagnac interferometer for future generation gravitational wave astronomy
在标准量子极限(SQL)以下的量子噪声的宽带抑制成为未来一代的大型地面引力波探测器的首要问题,作为先进的LIGO项目的干涉仪,预先设计的量子噪声限制在几乎整个检测波段,分阶段。为此,在各种提出的量子噪声抑制或信号放大方法中,最复杂的方法意味着两个迈克耳孙干涉仪的所谓“木琴”配置,每个干涉仪针对其自己的频带进行优化,其组合宽带灵敏度远低于SQL。尽管很巧妙,但这是一个相当昂贵的解决方案。我们证明,改变光学方案的Sagnac干涉仪与弱失谐信号回收和频率相关的输入压缩可以做几乎一样好的工作,作为木琴显着降低支出。我们还表明,Sagnac干涉仪是更强大的光学损耗的滤波腔,用于频率相关的压缩真空注入,比一个类似的迈克耳孙干涉仪,从而降低建设成本甚至更多。
2015-03-05 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Experimental Demonstration of Back-Linked Fabry-Perot Interferometer for the Space Gravitational Wave Antenna
本文实验演示了空间引力波天线BLFPI中的激光频率噪声扣除,在100 Hz–50 kHz频段实现约200倍抑制,首次验证其关键功能。
2024-04-02 astro-ph.IM gr-qc
A Geostationary Gravitational Wave Interferometer (GEOGRAWI)
我们提出了一个地球静止引力波干涉仪(GEOGRAWI)的任务概念,使在亚赫兹波段的观测。预计GEOGRAWI将在其可访问频带的较低部分($10^{-4} - 2 \times 10^{-2}$ Hz)满足LISA的一些科学目标,并在较高部分($2 \times 10^{-2} - 10$ Hz)大幅超越它们。由于其地球轨道,GEOGRAWI比行星际LISA任务便宜得多,可以完全由美国执行任务,也可以由美国宇航局与巴西航天局合作管理和运营。
2011-11-10 astro-ph.IM gr-qc
Quantum Enhanced Interferometer for Kilohertz Gravitational Wave Detection
未来的引力波天文学和宇宙学研究需要更高灵敏度和更大千赫窗口带宽的引力波探测器。本文介绍了一种利用光的偏振态作为信号载体的新型宽带高频激光干涉引力波探测器。除了法布里-珀罗腔臂外,我们还引入了双功率循环来进一步放大引力波信号。提出了一种新的微弱测量放大方法,用于放大探测信号,保证探测器的长期运行。该探测器配备了压缩光,在300 Hz到几kHz的窗口内显示出足够的灵敏度,使其适用于高频引力波源的研究。将该探测器加入到现有的探测网络中,可以显著提高探测双星中子星合并物理的能力。该探测器的研制为今后地面引力波探测器的研制提供了一种新的思路。
2021-07-13 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Proposed test of Lorentz Invariance using the Gravitational Wave Interferometers
目前的限制违反局部洛伦兹不变性的光子部门主要来自实验,搜索的空间各向异性的光速。目前运行的引力波探测器是迈克耳孙干涉仪,有效臂长4 e 5 m,对条纹位移2 e-9敏感。因此,它们可以用来测试两个臂中光速的差异,因为地球速度相对于本地系统运动方向的方向每两年调制一次。可以对Robertson-Mandarin-Sexl参数PMM <10 e-15设定一个限制,与目前PMM <2 e-10的限制相比,提高了五个数量级。
2016-08-10 astro-ph.IM gr-qc
A back-linked Fabry-Perot interferometer for space-borne gravitational wave observations
本文提出回链式法布里-珀罗干涉仪,无需精密腔长控制即可实现激光相位噪声离线扣除,并分析其在分赫兹频段可达7×10⁻²³ Hz⁻¹ᐟ²的应变灵敏度,为空间低频引力波探测提供新方案。
2021-05-17 astro-ph.IM gr-qc