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文檔簡介
1、引力波探測是對廣義相對論的一種檢驗(yàn),也提供一種新的觀測宇宙的手段。很多天文活動都可能產(chǎn)生引力波,遺跡引力波即為其中之一。遺跡引力波發(fā)生在宇宙演化的極早期,是宇宙在暴脹的過程中零點(diǎn)漲落被放大而出現(xiàn)的隨機(jī)背景,攜帶著極早期宇宙演化的信息。探測這種引力波,能增加我們對早期宇宙更加深入的了解。
盡管目前已經(jīng)有多個探測計(jì)劃(LIGO,VIRGO,GEO 600,TAMA 300)在實(shí)施,這些計(jì)劃所探測的頻段大多分布在低頻區(qū)域(10-
2、4-10 4 Hz),而遺跡引力波的最大頻率能達(dá)到10 10 Hz,在這些低頻頻段之外,為高頻的引力波。故探測這類引力波需要新的探測方案。李芳昱教授等提出一種探測方案。在這個方案中,一束高能微波束(高斯束)沿軸向通過一個有強(qiáng)靜磁場的圓柱形空腔。微波束與入射的高頻引力波相互作用,其中一些光子將改變原來的傳播方向而發(fā)生側(cè)向偏轉(zhuǎn)。這些光子通過與圓筒軸向垂直的一個矩形通道,被微波探測器接收。通過檢測這些改變了方向的光子,可以確定是否探測到引力波
3、。
與任何信號探測方案一樣,探測效率依賴于探測裝置的信噪比。引力波是極弱的信號,為了獲得這樣弱的信號,要求探測儀器和探測環(huán)境具有極低的噪聲水平。
因此,探測遺跡引力波的方案是否現(xiàn)實(shí)可行,依賴于對于探測方案的噪聲分析。本文對李方昱等提出的方案中的三種不可避免的噪聲(探測空腔的熱輻射噪聲、高能微波束(高斯束)在探測裝置中的散射、微波探測裝置中的熱噪聲)進(jìn)行分析。確認(rèn),當(dāng)該實(shí)驗(yàn)裝置只有在適當(dāng)?shù)牡蜏睾洼^高的微波功率并
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