高频引力波耦合电磁探测系统中的信号光子通量与背景噪声
广义相对论与量子宇宙学
2010-06-18 v2
摘要
高斯型微波光子通量、静磁场与分形膜（或其他等效微波透镜）之间的耦合系统可用于探测微波波段的高频引力波（HFGWs）。我们研究了该耦合系统中的信号光子通量、背景光子通量以及信号所需的最小累积时间。与由GHz波段HFGWs引起的纯逆Gertsenshtein效应（G效应）不同，中美HFGW研究组提出的电磁探测方案（EDS）基于同步共振效应与逆G效应的复合效应。该方案中的关键参数包括一阶微扰光子通量（PPF）而非二阶PPF；可区分的信号是横向一阶PPF而非纵向PPF；经分形膜或其他等效微波透镜聚焦的光子通量不仅是横向一阶PPF，而是总横向光子通量，并且这些光子通量在不同接收面上具有不同的信噪比。理论分析和数值估算表明，在典型实验室条件和参数下（，频率5GHz，带宽~1Hz），在特定接收面和背景噪声涨落下，信号所需的最小累积时间约为秒。此外，我们回顾了HFGWs电磁探测中的逆G效应，并表明在实验室条件下仅基于纯逆G效应的电磁探测方案无法有效探测微波波段的HFGWs。
引用
@article{arxiv.0909.4118,
title = {Signal Photon Flux and Background Noise in a Coupling Electromagnetic Detecting System for High Frequency Gravitational Waves},
author = {F. Y. Li and N. Yang and Z. Y. Fang and R. M. L. Baker and G. V. Stephenson and H. Wen},
journal= {arXiv preprint arXiv:0909.4118},
year = {2010}
}
备注
33 pages, 9 figures