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利用谐振电磁引力波探测器探测行星质量原初黑洞

广义相对论与量子宇宙学 2021-07-20 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

我们研究了利用高频引力波的电磁(EM)探测器探测来自行星质量原初黑洞(PBH)双星的引力波(GW)的可能性。我们考虑了两种基于逆Gertsenshtein效应的 patented 实验设计,其中入射引力波穿过静磁场时在TM腔或TEM波导内诱导出EM激发。针对后牛顿GW波形计算了探测器的频率响应。我们发现,基于当前技术的此类EM探测器可达到低至 h1030h \sim 10^{-30} 的应变灵敏度,产生 101010^{-10} W的EM功率变化。这允许探测质量约为 105M10^{-5} M_\odot 的PBH双星并合,若其占暗物质的比重超过 0.01%0.01\%,正如近期微引力透镜观测所暗示的那样。我们设想这类探测器也可用于探测宇宙学GW背景,并探测早期宇宙中能量高达GUT尺度的源。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.12189,
  title  = {Detecting Planetary-mass Primordial Black Holes with Resonant Electromagnetic Gravitational Wave Detectors},
  author = {Nicolas Herman and André Füzfa and Léonard Lehoucq and Sébastien Clesse},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.12189},
  year   = {2021}
}

备注

16 pages, 7 figures