用于定向发射与接收的电磁引力波天线

一个成功结合引力波（GW）发射与接收的实验将构成引力控制的首次创举。然而，此类操纵引力的实验需要紧凑地存储大量能量，同时使用超灵敏探测技术，因此可预期其实现将非常困难。在本文中，我们首先提出允许引力波定向发射的电磁（EM）发生器的新设计。它们基于当 EM 驻波耦合到外部静磁场时发生的 GW 共振放大。我们研究了 EM 偏振、增强磁场的取向与发射的 GW 偏振之间的相互作用，以及不同发生器的引力辐射方向图。接着，我们开发了一种基于磁能存储的 GW 定向探测新方法。给出了三种可能的应用：(i) 通过高精度监测发生器中能量损失间接探测 GW 发射；(ii) 利用高场磁体直接探测入射平面 GW；(iii) GW 发射-接收实验。尽管当前技术允许在这些实验中达到探测阈值，其实际实现仍需克服若干关键技术挑战。