Применение низкочастотного оптического резонанса для регистрации высокочастотных гравитационных волн

Проведен анализ возможности применения интерферометров Фабри-Перо для регистрации высокочастотных гравитационно-волновых возмущений, возникших на первоначальной стадии формирования Вселенной. Показано, что при использовании явления низкочастотного оптического резонанса есть возможность настройки лазерной интерференционной гравитационной антенны на регистрацию высокочастотных возмущений. Получены расчетные формулы для определения спектральной чувствительности интерферометра Фабри -Перо и определен уровень минимально обнаружимой спектральной плотности флуктуаций метрики пространства-время. Преимущество предложенного варианта лазерной интерференционной гравитационной антенны - отсутствие необходимости размещения зеркал интерферометра на свободных массах.

Литература

[1] LIGO: The laser interferometer gravitational-wave observatory / B.P. Abbott, R. Abbott, R. Adhikari, P. Ajith, B. Allen et al. // Rep. Prog. Phys. 2009. Vol. 72. No. 7. P. 076901. DOI: 10.1088/0034-4885/72/7/076901 URL: stacks.iop.org/RoPP/72/076901 (дата обращения: 24.04.2014).

[2] A state observer for the Virgo invented pendulum // Review of scientific instruments / T. Accadia, F. Acernese, P. Astone, G. Ballardin et al. 2011. Vol. 82. P. 094502. DOI: 10.1063/1.3637466 URL: http://pdfserv.aip.org/RSINAK/vol_82/iss_9/094502_1.pdf (дата обращения: 24.04.2014).

[3] Observation results by the TAMA300 detector on gravitational wave bursts from stellar-core collapses / M. Ando, K. Arai, Y. Aso, P.T. Beyersdorf et al. // Rhys. Rev. D. 2005. Vol. 71. No. 8. P. 082002-1-082002-17 DOI: 10.1103/PhysRevD.71.082002 URL: prd71-082002.pdf (дата обращения: 24.04.2014).

[4] First long-term application of squeezed states of light in a gravitational-wave observatory // H. Grote, K. Danzmann, K.L. Dooley, R. Schnabel, J. Slutsky, H. Vahlbruch // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 110. P. 181101-1-181101-5. DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.181101 URL: http://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.110.181101 (дата обращения: 24.04.2014).

[5] Амальди Э., Пицелла Г. Поиск гравитационных волн // Астрофизика, кванты и теория относительности. М.: Мир, 1982. С. 241-396.

[6] Бичак И., Руденко В.Н. Гравитационные волны в ОТО и проблема их обнаружения. М.: Изд-во МГУ, 1987. 264 с.

[7] Boyle L.A., Steinhardt P.J., Turok N. The cosmic gravitational-wave background in a cyclic universe // Phys. Rev. D. 2004. Vol. 69. P. 127302.

[8] Sa P.M., Henriques A.B. Gravitational-wave generation in hybrid quintessential inflationary models // Phys. Rep. D. 2010. Vol. 81. P. 124043.

[9] Nishizawa A., Motohashi H. Constraint on reheating after f(R) inflation from gravitational waves // Phys. Rev. D. 2014. Vol. 89. P. 063541.

[10] Li F., Tang M., Shi D. Electromagnetic response of a Gaussian beam to high-frequency relic gravitational waves in quintessential inflationary models // Phys. Rev. D. 2003. Vol. 67. P. 104008.

[11] A new theoretical technique for the measurement of high-frequency relic gravitational waves / R.C. Woods, R.M.L. Baker, F. Li, G.V. Stephenson, E.W. Davis, A.W. Beckwith // J. of Modern Physics. 2011. No. 2. P. 498-518.

[12] Пустовойт В.И., Герценштейн М.Е. К вопросу об обнаружении гравитационных волн малых частот // ЖЭТФ. 1962. Т. 43. Вып. 8. С. 605-607.

[13] Гладышев В.О., Морозов А.Н. Классификация гравитационных антенн по методам регистрации гравитационного излучения // Измерительная техника. 2000. № 9. С. 21-25.

[14] Гладышев В.О., Морозов А.Н. Низкочастотный оптический резонанс в многолучевом интерферометре Фабри-Перо // Письма в ЖТФ. 1993. Т. 19. Вып. 14. С. 39-42.

[15] Морозов А.Н. Применение интерферометра Фабри-Перо для регистрации высокочастотных флуктуаций метрики пространства - времени // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 5. С. 24-38. URL: http://engjournal.ru/articles/203/203.pdf (дата обращения: 24.04.2014).

[16] Морозов А.Н. Необратимые процессы и броуновское движение: Физико-технические проблемы. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. 332 с.

[17] Gladyshev V.O., Morozov A.N. The theory of a Fabry-Perot interferometer in a gravitational wave experiment // J. Moscow Phys. Soc. 1996. Vol. 6. P. 209-221.

[18] Gladyshev V.O., Morozov A.N. Low-frequency optical resonance in multi-beams Fabri - Perot resonator and problem of gravitational waves detection // Proceedings of XIII International Scientific Meeting "Physical Interpretations of Relativity Theory". Moscow, 2007. P. 6-10.