引力波对光的影响。第二部分:引力波探测器中的电场传播与干涉图样
广义相对论与量子宇宙学
2021-03-05 v1
摘要
在本系列的第二篇文章中,我们将最近推导出的沿光线传播的电场所满足的方程[arXiv:2004.03496](在电磁几何光学极限下成立)应用于一个用于在平面背景中探测引力波的玩具干涉仪这一特殊情况。该方程表明,假设探测器处于横向无迹系,由于引力波扰动而产生局部剪切相对运动,电场并不像闵可夫斯基时空中的惯性参考系那样传播。我们给出了对于任意臂相对于平面引力波包传播方向配置的干涉过程结束时的电场。然后,对于正入射,我们计算了干涉图样,并且除了通常与光在臂中行进路径差相关的项之外,我们推导出对最终强度的两个新贡献,分别来自:(i) 往返电磁频移和 (ii) 光束的发散。它们的定量相关性相对于传统贡献进行了比较,并由于光的几何光学 regime 而被证明通常可忽略。此外,一般情况下由于引力波会发生偏振矢量的非平行输运,这一特征可能产生进一步贡献。然而,我们得出结论,对于正入射情况,该矢量是平行输运的,从而防止了此类修正。
引用
@article{arxiv.2103.02688,
title = {Influence of gravitational waves upon light. Part II. Electric field propagation and interference pattern in a gravitational wave detector},
author = {João C. Lobato and Isabela S. Matos and Lucas T. Santana and Ribamar R. R. Reis and Maurício O. Calvão},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.02688},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 2 figures, 1 table. To be submitted to JCAP