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利用十米迈克尔逊干涉仪实现的 MHz 引力波约束

天体物理仪器与方法 2017-06-13 v2

摘要

一种名为费米实验室 Holometer 的新型探测器由两个独立但相同的 39 米迈克尔逊干涉仪组成。基于 130 小时的数据集,在 1 至 13 MHz 之间实现的应变灵敏度优于 1021/Hz10^{-21} /{\sqrt{\rm{Hz}}}。这一测量结果在灵敏度和频率范围上均比先前的高频引力波实验高出多个数量级。在 382 Hz 分辨率下对随机背景施加了约束。引力波能量密度与闭合密度之比的归一化量 ΩGW\Omega_{\rm{GW}} 的 3σ\sigma 上限,在 1 MHz 处为 5.6×10125.6 \times 10^{12},在 13 MHz 处为 8.4×10158.4 \times 10^{15}。同一数据集的另一项成果是对邻近的原初黑洞双星(PBHB)的搜索。在地球与月球之间,质量范围 0.830.83 - 3.5×10213.5 \times 10^{21}g 内未探测到可检测的单色 PBHB。使用同一数据集进行啁啾搜索的预测将质量范围扩大到 0.592.5×10250.59 - 2.5 \times 10^{25}g,距离远至木星。这一结果提出了一种对原初黑洞约束较差的质量范围施加限制的新方法。此外,对 PBHB 的太阳系搜索限制了它们对总暗物质比例的贡献。

关键词

引用

@article{arxiv.1611.05560,
  title  = {MHz Gravitational Wave Constraints with Decameter Michelson Interferometers},
  author = {Aaron S. Chou and Richard Gustafson and Craig Hogan and Brittany Kamai and Ohkyung Kwon and Robert Lanza and Shane L. Larson and Lee McCuller and Stephan S. Meyer and Jonathan Richardson and Chris Stoughton and Raymond Tomlin and Rainer Weiss},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1611.05560},
  year   = {2017}
}