高频遗迹引力波产生的微扰光子通量及其探测利用
广义相对论与量子宇宙学
2012-08-27 v1
摘要
在 GHz 频段，遗迹引力波 (GW) 存在相应的度规微扰，幅度约为 h~10^(-30)-10^(-32)。我们描述了一种用于探测这些引力波的探测器，其中我们通过分形膜和穿过静态磁场的高斯束 (GB) 的耦合系统来测量由这种高频遗迹引力波 (HFRGWs) 产生的微扰光子通量 (PPF) 或信号。研究发现，在同步共振条件下，即 GB 的频率设置为等于预期 HFRGWs 的频率时（在典型暴胀模型 (QIM) 中 h~2.00*10^(-31), v_g=10^10Hz；在前暴胀场景 (PBBS) 中 h~6.32*10^(-31), v_g=10^10Hz），在 GB 束腰处 100cm^2 的面积上可分别产生约 ~4.04*10^2/s 和 ~1.27*10^3/s 的 PPF。相对较弱的一阶 PPF 以直角指向预期的 HFRGWs，被分形膜反射，与强得多的背景光子通量相比，反射的 PPF（信号）在传输到探测器（可调谐微波接收器）的过程中表现出非常小的衰减，这使得在探测器距离处能够以大于一的信号背景噪声比探测到反射的 PPF。我们还讨论了系统对随机遗迹 GW 背景中共振分量的选择能力和方向灵敏度。建立 QIM 和 PBBS 中遗迹 GW 产生的 PPF 之间微小差异的分辨率是可能的，并且具有宇宙学意义。PACS 编号：04.30.Nk, 04.30.Db, 和 98.80.Cq。
引用
@article{arxiv.gr-qc/0604109,
title = {Perturbative photon flux generated by high-frequency relic gravitational waves and utilization of them for their detection},
author = {Fangyu Li and R. M. L. Baker, and Zhenya Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:gr-qc/0604109},
year = {2012}
}
备注
26 pages, 4 figures, 3 tables. submitted to Classical and Quantum Gravity