Применение низкочастотного оптического резонанса для регистрации высокочастотных гравитационных волн

1 / 10

ФИЗИКА
УДК 535.41
ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНОГО ОПТИЧЕСКОГО РЕЗОНАНСА
ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ГРАВИТАЦИОННЫХ
ВОЛН
А.А. Есаков, А.Н. Морозов, С.Е. Табалин, И.В. Фомин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail: ; ; ;
Проведен анализ возможности применения интерферометров Фабри – Перо
для регистрации высокочастотных гравитационно-волновых возмущений, воз-
никших на первоначальной стадии формирования Вселенной. Показано, что
при использовании явления низкочастотного оптического резонанса есть воз-
можность 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 ва-
рианта лазерной интерференционной гравитационной антенны — отсутствие
необходимости размещения зеркал интерферометра на свободных массах.
Ключевые слова: интерферометр Фабри – Перо, низкочастотный оптический ре-
зонанс, гравитационно-волновые возмущения, спектральная плотность.
APPLICATION OF LOW-FREQUENCY OPTICAL RESONANCE
FOR DETECTION OF HIGH-FREQUENCY GRAVITATIONAL WAVES
A.A. Esakov , A.N. Morozov, S.E. Tabalin, I.V. Fomin
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail: ; ; ;
The authors analyze opportunity of application of the Fabry – Perot interferometers
for detection of high-frequency gravitational wave perturbations occurred during
the initial stage of the formation of the Universe. It is shown that at usage of
the phenomenon of low-frequency optical resonance there is opportunity of tuning
of laser interferometric gravitational wave antenna for detection of high-frequency
perturbations. The calculation formulas for determination of the spectral sensitivity of
the Fabry – Perot interferometer are obtained and the level of the minimum detectable
spectral density of fluctuations of the space-time metric is evaluated. We have the
advantage of this version of laser interferometric gravitational wave antenna due to
absence of necessity to host mirrors of the interferometer on free masses.
Keywords: Fabry – Perot interferometer, low-frequency optical resonance, gravi-
tational-wave perturbations, spectral density.
Проблема исследования Вселенной требует разработки новых ме-
тодов регистрации происходящих в ней астрофизических явлений. Од-
ним из перспективных способов наблюдательной космологии является
регистрация гравитационных волн астрофизического происхождения.
Для решения задачи создания гравитационно-волновых детекторов
26 ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 1