基于空间光晶钟的引力波探测：寻找新物理的潜力
广义相对论与量子宇宙学
2025-02-25 v5 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们研究了空间基光晶钟(OLCs)在探测引力波方面的灵敏度和性能，特别是对于难以到达地面探测器的低频( ) Hz 范围内的随机引力波背景(SGWB)。我们首先分析了单个OLC探测器用于SGWB探测的响应特性，并将其灵敏度与激光干涉空间天线(LISA)进行比较。由于臂长更长，基于空间的OLC探测器可以表现出独特的频率响应，增强其在低频范围内检测SGWB的能力，但单个OLC探测器的整体灵敏度仍不足以与LISA相比。随后，我们采取了在两个OLC探测器上进行交叉相关的方法，以提高信噪比(SNR)。该方法利用两个探测器中噪声的不相关来源但统计上相似属性，而SGWB信号在两个探测器之间是相关的，从而实现有效的噪声抑制和灵敏度提升。未来的OLC稳定性进步预计会进一步提升其检测性能。这项工作突显了OLC探测器作为探测SGWB的有前景的平台，为LISA提供了补充能力，为探索更多天体物理源和早期宇宙开启了观测窗口。
引用
@article{arxiv.2410.04340,
title = {Space-based optical lattice clocks as gravitational wave detectors in search for new physics},
author = {Bo Wang and Bichu Li and Qianqian Xiao and Geyu Mo and Yi-Fu Cai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.04340},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 6 figures