自由分子流区引力相关实验中有限开放系统的阻尼分离
广义相对论与量子宇宙学
2024-01-11 v1 仪器与探测器
摘要
研究了高精度引力相关实验中有限开放系统内自由分子流区检验质量（TM）的残余气体阻尼。通过严格推导，我们将两个有限开放系统（即双板系统和传感器核心系统）的阻尼系数分离为基础阻尼和扩散阻尼。这阐明了无限气体体积中的自由阻尼与受限体积中的邻近阻尼之间的关系，将它们统一到一个微观图像中，并使我们能够指出双板间隙中能量耗散的三种途径。我们还提供了实现这种分离所需满足的条件。在应用中，对于空间引力波探测，我们关于 4TM 扭摆实验的残余气体阻尼系数结果与实验和模拟数据最为接近，优于以往的模型。对于 LISA 任务，我们对敏感轴残余气体加速度噪声的估计与模拟结果一致，差异在约 以内。此外，在引力平方反比定律检验中，我们的结果表明，对 TM 与导电膜之间距离的约束可以放宽约 。
引用
@article{arxiv.2401.04808,
title = {Damping Separation of Finite Open Systems in Gravity-Related Experiments in the Free Molecular Flow Regime},
author = {Hou-Qiang Teng and Jia-Qi Dong and Yisen Wang and Liang Huang and Peng Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.04808},
year = {2024}
}