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利用未来月球地震仪约束随机引力波背景

广义相对论与量子宇宙学 2024-10-23 v2 高能天体物理现象

摘要

受早期利用月球作为共振引力波探测器这一想法的启发,以及近期月球对引力波响应建模的更新,我们重新评估了使用月球地震仪网络约束随机引力波背景的可行性。具体而言,利用更新的月球响应模型,我们推导了引力波两种偏振的模式函数。利用这些模式函数,我们进一步计算了月球地震仪网络的重叠降函数,其中我们放宽了传统假设,即月球地震仪完美水平以仅测量垂直加速度。我们将计算应用于两个未来月球项目,即嫦娥项目和月球引力波天线。我们发现这两个项目可以将随机引力波背景约束到ΩGWChang’e<2.4×102\Omega_{\text{GW}}^{\text{Chang'e}} < 2.4 \times 10^{2}ΩGWLGWA<2.0×1010\Omega_{\text{GW}}^{\text{LGWA}} < 2.0 \times 10^{-10}的水平,对应信噪比SNR =3=3。这些结果优于先前各种实验在中频带(约10310 Hz10^{-3}- 10~\text{Hz})对随机引力波背景施加的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2405.12640,
  title  = {Constraining the stochastic gravitational wave background using the future lunar seismometers},
  author = {Han Yan and Xian Chen and Jinhai Zhang and Fan Zhang and Lijing Shao and Mengyao Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2405.12640},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted for publication in Physical Review D