未来探测器引力波观测的理论物理启示
广义相对论与量子宇宙学
2017-10-25 v1
摘要
引力波编码了关于相对未被探索的极端引力区域性质的宝贵信息，在该区域引力相互作用强、非线性且高度动态。先进 LIGO 最近的引力波观测提供了对该区域的首次瞥见，允许提取关于理论物理不同方面的新推断。例如，这些探测对引力子质量、引力部分的洛伦兹破坏、大额外维度的存在、牛顿引力常数的时间变异性以及引力波的修正色散关系提供了约束。然而，许多这些约束尚不具备竞争力，例如与通过太阳系观测或双脉冲星观测获得的约束相比。在本文中，我们研究了从引力波观测得出的理论物理推断在未来探测器探测下将加强的程度。我们考虑了未来的地基探测器，如 LIGO 级扩展 A+、Voyager、Cosmic Explorer 和爱因斯坦望远镜，以及空间探测器 LISA 的各种配置。我们发现，空间探测器对广义相对论的约束将比当前 aLIGO 的界限严格多达 12 个数量级，但这些空间约束与地基 Cosmic Explorer 或爱因斯坦望远镜获得的约束相当。我们还普遍发现，低频段仪器灵敏度的提高会导致某些类别约束的大幅改善，而高频段灵敏度的提高则带来更适度的增益。这些结果加强了开发未来探测器的理由，同时提供了可能在未来的设计决策中有用的额外信息。
引用
@article{arxiv.1704.08268,
title = {Theoretical Physics Implications of Gravitational Wave Observation with Future Detectors},
author = {Katie Chamberlain and Nicolas Yunes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.08268},
year = {2017}
}
备注
20 pages, 10 figures, submitted to Phys. Rev. D