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遗迹引力子与高频探测器

广义相对论与量子宇宙学 2023-06-12 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 实验 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

宇宙引力子预期出现在 MHz-GHz 区域,该区域目前宽频带干涉仪无法触及,且多年来已提出各类机电探测器。这些仪器可探测的最小啁啾振幅常基于当前音频波段运行探测器的可达灵敏度来设定。通过结合脉冲星计时阵列的观测、宽频带探测器的限制以及其他现象学边界,我们表明该要求过于宽松甚至具有误导性,因为对于同类随机源,在远高于 kHz 处实际探测遗迹引力子所需的啁啾与谱振幅比音频波段当前可实现的要小十乃至十五个数量级。我们进而更仔细地考察潜在的高频信号,并指出啁啾与谱振幅的灵敏度必须比宇宙引力子的直接与间接约束所暗示的还要更小。最后我们在 Hanbury-Brown Twiss 干涉测量框架下分析高频探测器,并论证若我们要研究遗迹引力子的量子性及其相关的二阶关联效应,它们实际上比音频波段(即几 Hz 到几 kHz 之间)运行的探测器更为关键。我们特别建议,如何通过研究相应的二阶干涉效应来区分热与非热引力子的统计性质。

关键词

引用

@article{arxiv.2303.11928,
  title  = {Relic gravitons and high-frequency detectors},
  author = {Massimo Giovannini},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2303.11928},
  year   = {2023}
}

备注

43 pages, 13 figures; two corrections in two plots; comments added