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广义相对论与量子宇宙学

arXiv:2505.22892 (gr-qc)
[提交于 2025年5月28日 ]

标题: 激光干涉仪中时空涨落关联性的特征

标题: Signatures of Correlation of Spacetime Fluctuations in Laser Interferometers

Authors:B. Sharmila, Sander M. Vermeulen, Animesh Datta
摘要: 时空涨落(SFs)是不同引力模型的共同特征,可以通过激光干涉仪检测到。 在寻找SFs的过程中,需要在预期输出信号与不同的引力模型之间建立对应关系,这既有助于指导未来干涉仪的设计,也有助于在实验数据中识别信号。 在这项工作中,我们为某些类别的SFs和干涉仪几何形状提供了这种对应关系。 我们考虑了三类不同的SFs,它们的特点是两点相关函数的衰减行为和对称性。 我们的方法适用于迈克尔逊激光干涉仪,包括具有法布里-珀罗臂腔的千米级LIGO探测器以及没有臂腔的实验室规模设置QUEST和GQuEST。 通过分析预期的干涉仪输出信号,我们为每类SF确定了三个特征签名。 实验室规模仪器设计的宽带灵敏度将允许观察到不同类别SF的所有特征签名,这些观测可以比LIGO提供更多的SF性质信息。 另一方面,我们发现 LIGO更适合用于检测SFs的存在与否。
摘要: Spacetime fluctuations (SFs), a common feature of different proposed gravity models, could be detected using laser interferometers. In the search for SFs, a correspondence between the expected output signals and different gravity models is needed, both for guiding the design of future interferometers, and for identifying the signal in experimental data. In this work, we provide such a correspondence for some classes of SFs and geometries of the interferometers. We consider three different classes of SFs, characterised by the decay behaviours and symmetries of their two-point correlation functions. Our approach applies to Michelson laser interferometers with Fabry-P\'erot arm cavities such as the km-long LIGO detectors and those without arm cavities such as the laboratory-scale setups QUEST and GQuEST. Analysing the expected interferometer output signals, we identify three characteristic signatures for each class of SF. The designed broadband sensitivity of the laboratory-scale instruments would allow all characteristic signatures of the different classes of SFs to be observed, and such observations could provide more information on the nature of the SFs than those from LIGO. On the other hand, we find that LIGO is better suited for detecting the bare presence or absence of SFs.
评论: 主论文:8页,4个图。补充材料:13页,2个图。
主题: 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc) ; 仪器与探测器 (physics.ins-det); 光学 (physics.optics); 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:2505.22892 [gr-qc]
  (或者 arXiv:2505.22892v1 [gr-qc] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.22892
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: B Sharmila [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 5 月 28 日 21:52:02 UTC (78 KB)
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