分子碰撞引起的布朗力噪声与先进引力波观测站的灵敏度
广义相对论与量子宇宙学
2015-03-19 v2 天体物理仪器与方法
仪器与探测器
摘要
我们分析了由残余气体阻尼参考测试质量引起的布朗力噪声，将其作为小力实验中的基本灵敏度极限。当测试质量与周围实验装置的距离小于测试质量本身的尺寸时，由此产生的加速度噪声显著增加。对于先进LIGO干涉引力波观测站，其相关测试质量为悬挂的直径340毫米圆柱形端镜，在标称间距5毫米处存在一个形状相似的反应质量，使力噪声功率增加了约40倍。对于 Pa的残余H气体，力噪声约为20 fN/√Hz，在10至30 Hz之间与量子光学涨落竞争成为主要噪声源。我们在此给出了先进LIGO气体阻尼力噪声的数值和解析分析，并得到了近期若干测量的实验证据支持。最后，我们讨论了残余气体阻尼对引力波灵敏度的影响以及可能的缓解策略。
引用
@article{arxiv.1108.3254,
title = {Brownian force noise from molecular collisions and the sensitivity of advanced gravitational wave observatories},
author = {R. Dolesi and M. Hueller and D. Nicolodi and D. Tombolato and S. Vitale and P. J. Wass and W. J. Weber and M. Evans and P. Fritschel and R. Weiss and J. H. Gundlach and C. A. Hagedorn and S. Schlamminger and G. Ciani and A. Cavalleri},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.3254},
year = {2015}
}
备注
13 pages with 9 figures (fixed typos found in proofs)