三维加一维玻色-爱因斯坦凝聚体中引力波的模拟仿真
广义相对论与量子宇宙学
2018-09-12 v2 量子气体
量子物理
摘要
LIGO 与 Virgo 合作组近期对引力波(GWs)的探测开启了引力波天文学领域，加剧了对引力波以及其他可能在不同频段灵敏的探测器的兴趣。尽管产生强引力波的事件十分罕见且目前无法预测，但原则上可在实验室中按需于模拟系统中模拟引力波。在显式量子系统中模拟引力波，将允许研究量子现象与引力波的相互作用。近期提出的一种基于玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的引力波探测器正是利用了这一预言的相互作用。本文展示了如何操控 BEC 以模拟经过的引力波的效应。通过同时改变施加于 BEC 的外势场以及靠近 Feshbach 共振处的外磁场，我们表明由此产生的声速变化可直接复现引力波度规。我们还展示了如何模拟近期提出的基于 BEC 的引力波探测器中所用的度规，从而为检验该探测器提出的计量方案提供环境。文中给出了多种引力波源模拟的显式表达式。该结果亦有助于在弯曲时空模拟实验中普遍检验量子现象与引力波的相互作用。
引用
@article{arxiv.1712.01140,
title = {Analogue simulation of gravitational waves in a 3+1 dimensional Bose-Einstein condensate},
author = {Daniel Hartley and Tupac Bravo and Dennis Rätzel and Richard Howl and Ivette Fuentes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.01140},
year = {2018}
}
备注
12 pages