主动型天线用于引力波探测的可能性探讨

圆柱形引力波接收天线受到激发会发生纵向振动,激发后天线具有能量与引力波的无量纲振幅h_0的平方成正比.由于h_0很小,这就对换能器、前置放大器等天线的后续设备的噪声带来了严格的要求.如果设法提高天线吸收的能量,即使信噪比没有得到改     

引力波与电磁场的相互作用

J.M.Charap,M.J.Dnff曾经研究场——米尔斯场中的引力效应,本文从弯曲时空的电磁场方程出发,给出了一个自对偶解,说明在引力波作用下重直于引力波传播方向的电场分量将受到引力波的调制,调制度由引力波的振幅决定,并且将绕引力波传播方向偏转,偏转角由时空弯曲性质决定。两个行于引力波传播方向的电场分量则不受影响。磁场也有类似变化。     

引力波爆发事件的电磁对应体的探测

双黑洞并合产生的引力波信号由第二代地面激光干涉仪引力波探测器Advanced LIGO第一次直接探测到,开启了探索宇宙的一个崭新的窗口.伴随着Advanced LIGO科学运行期的继续运行,以及未来几年其他第二代探测器,例如Advanced Virgo,LIGO-India的陆续建设和投入使用,将有越来越多的引力波信号被探测到.最新的双中子星并合引力波事件的电磁对应体被探测到,极大地丰富了引力波天文学的科学内容,人类进入全新的多信使天文时代,例如:提高引力波源及其宿主星系空间位置精度估计,确定引力波源的红移、破除引力波模型中的简并参数,确定引力波事件前身天体的物理环境以及其产生的物理机制、测量宇宙学参数等等.由于引力波探测器的定位能力较差(Advanced LIGO~十至几百平方度),探测引力波事件电磁对应体对大视场高能观测设备提出了迫切需求.爱因斯坦探针具有大视场、高灵敏度、全天观测、快速指向能力和数据下传等方面的优势,特别是其大视场和高灵敏度,为引力波事件电磁对应体的探测提供了一个理想的观测平台.爱因斯坦探针的成功运行,将促进引力波天文学和引力波宇宙学的发展,并且使我国在引力波源的电磁波对应体研究方面处于国际领先的地位.     

随机高频引力波电磁响应符合探测的模拟

引力波探测是一种强噪声背景中的微弱信号检测问题,因而不但需要建造极为灵敏的探测装置来实现信号检测,还需要建立在大量噪声中实现信号识别的数据处理方法.不同于相对成熟的面向中、低频引力波天体物理源的激光干涉引力波力学潮汐效应探测系统,本文基于调制强磁场中高频引力波电磁响应探测方案,模拟产生一系列强随机噪声背景下的时域高频随机引力波探测数据;进而利用两台异地同步探测装置模拟探测数据的互相关特性,实现模拟高频随机引力波信号的有效识别,供未来建造瞄准众多宇宙学模型所预期的高频段随机引力波符合探测装置参考.     

引力波探测:引力波天文学的新时代

 美国LIGO 于2016 年2 月11 日宣布首次探测到了引力波,引起全世界范围的广大反响。本文解答从什么是引力波、引力波是如何产生的、人类为什么坚持不懈地探测引力波、如何探测引力波,介绍国内外引力波探测的现状,并对引力波探测的未来进行展望。     

LIGO真的探测到引力波了吗?——电磁相互作用的存在导致LIGO探测引力波的实验无效

在现有广义相对论中,引力波对距离影响的公式只适合于真空中受引力作用的粒子。LIGO实验在地球表面进行,激光干涉仪固定在地表上,处于电磁相互作用的平衡状态。电磁力比引力强10~40倍,引力波不可能克服电磁平衡力使两个干涉仪的距离发生改变。由于没有考虑到这个因素,LIGO实验的设计原理存在严重的问题,其关键的数据分析和计算都是错的。这也是韦伯引力波实验失败的真正原因,探测引力波的实验必须移到太空中进行。除此之外,LIGO实验还存在以下问题:一.没有发现引力波的暴发源,所谓的双黑洞并合事件,只是激光干涉仪测定到的数据与爱因斯坦理论的计算机拟合结果,不代表天文和物理上真实发生的事件。二.LIGO实验证实爱因斯坦引力理论的说法是循环论证,在逻辑上不成立。三.LIGO实验引力波能流密度的计算会导致自相矛盾的结果。四.LIGO实验的理论分析采用数值相对论,为了消除黑洞的奇异性引入许多修正导致误差。由于引力场方程的非线性,蝴蝶效应使误差放大。五.长度改变10~(-18)米的测量远远超出现有技术的能力,实际上不可能实现。这种精度的测量已经进入微观领域,并违背量子力学的测不准原理。LIGO实验中出现的信号不是由两个干涉仪之间距离的变化引起,而是由干涉仪的振动引起。六.因此LIGO实验中探测到的不可能是引力波的信号,可能是来源于两个干涉仪中间地带的某种干扰信号。     

引力波探测检验广义相对论

自2015年9月14日人类第一次探测到引力波以来,引力波探测的进展非常迅速.到目前为止LIGO已确认双黑洞并合引力波探测结果5例,分别为GW150914,GW151226,GW170608,GW170104和GW170814.以及确认的双中子星并合引力波探测结果1例,GW170817.另外还有疑似双黑洞并合引力波探测结果1例LVT151012.受引力波探测的驱动,关于引力波的物理学和天文学研究自2016年以来的发展也异常迅速.引力波的成功探测定性地支持了广义相对论.但引力波探测作为涉及强引力场、强动态时空区域的实验,它还可以定量地检验广义相对论,甚至有可能发现广义相对论的适用范围,指引超越广义相对论引力理论的发展.本文将针对如何利用引力波探测检验广义相对论的问题,从引力波定性性质、引力波极化自由度、引力波传播速度以及引力波波形特征几个方面作一个较为全面的介绍.     

高频引力波的电磁响应

综述了可能存在的高频引力波源,列举了高频引力波电磁响应的几种具体形式,重点介绍了高频电磁波束对引力波的电磁响应及使用该方法探测高频引力波的现实性.     

高频引力波的电磁响应

综述了可能存在的高频引力波源，列举了高频引力波电磁响应的几种具体形式，重点介绍了高频电磁波束对引力波的电磁响应及使用该方法探测高频引力波的现实性．     

引力波和电磁场作用中扰动光子流的接收面

根据弯曲时空中的电动力学,引力波和电磁场相互作用时将产生扰动电磁场.在特定的电磁系统中,即一个在静磁场中传播的高斯光束,如果入射引力波和高斯光束同频并且沿着高斯光束的对称轴Z方向传播,则高斯光束将和产生的扰动电磁场发生最佳同步谐振,导致沿高斯光束电场方向仅仅存在扰动光子流,即扰动电磁能流.详细计算和分析了扰动光子流的一些典型空间分布,找到了一个扰动光子流可能的最佳接收面.计算表明,它接收到的扰动光子流可望达到104s-1量级.这对高频引力波的探测将提供一个新的理论依据.     

空间引力波探测方案的探讨

 2016年2月12日,美国激光干涉引力波天文台（LIGO）和美国国家科学基金会联合宣布,2015年9月14日在美国的两个地面站同时观测到引力波,即GW150914事件。至今已观测到6次引力波事件,其中欧洲引力波天文台（VIR-GO）参加了第4次事件（GW170814）,使分辨率提高了10倍。地面引力波探测的成果不仅验证了百年前广义相对论所预言的引力波,发展了理论物理的引力理论,而且开辟了引力波天文学的新领域。     

双极化态平面引力波对背景电磁场的扰动能量

在一特定谐振腔内,背景静磁场和背景电磁波构成一个引力波的电磁谐振系统.计算了引力波对背景电磁场的一阶和二阶扰动能量.结果表明:一阶扰动能量包含更多关于引力波的信息;二阶扰动能量是正定的.     

双黑洞并合引力波探测评述

 2016 年2 月11 日,美国科学家宣布首次直接探测到了引力波,本文介绍了此次引力波探测的背景、LIGO 探测器设备、探测结果的可信性分析以及LIGO 下一步的探测计划。     

用磁悬浮陀螺探测引力波的方案

无论是韦伯最早用来直接探测引力波的铝柱,还是当今探测引力波的主流设备激光干涉仪,都是静止固定的天线．对来自外界的各种波不加选择地一概接收,造成波之间互相干扰;再加上来自地表的噪音,使被测信息难以辨识．利用磁悬浮陀螺作为探测引力波的天线,在旋转的陀螺减速过程中,可能与某一频率相近的引力波共振,使信息得到放大;有效地提高灵敏度并避免地面杂散信号的干扰．     

蔡荣根:探测到引力波的意义

 2016 年2 月11 日,也就是爱因斯坦预言引力波后100年,美国科学家宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(ALIGO)于去年9 月首次探测到引力波。《科技导报》第一时间采访了中国科学院理论物理研究所研究员蔡荣根。     

LIGO第三次探测到引力波

<正>2017年6月1日,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布第3次探测到引力波信号,并借此对黑洞的形成有了新的认识。该信号于今年1月被LIGO的两个探测器探测到,与前两次探测到的信号类似,都来自于两颗黑洞的合并过     

引力波事件GW170817的电磁对应体

2017年8月17日,激光干涉引力波天文台(LIGO)首次探测到来自双中子星合并的引力波GW170817.伴随GW170817的短伽玛射线暴与千新星也分别在1.74 s后和10.9 h后被伽玛射线卫星和光学望远镜探测到.对这些电磁对应体的观测与研究首次证实双中子星并合会产生大量重元素并形成千新星.通过相关理论与观测的比较,人们对于双中子星并合的中心引擎、短伽玛暴喷流的特性以及并合产生的抛射物性质等一系列重要的天体物理学问题进行了空前深入的研究.本文介绍伴随GW170817的各类电磁波对应体的性质,并探讨这些电磁波对应体的物理起源.     

激光干涉引力波探测专题·编者按

<正>引力波是广义相对论最重要的预言.引力波不被屏蔽,具有极强的穿透性,它可带来借助其他方法无法得到的,关于黑洞、致密星、星系核等的大量信息;它把对宇宙的观测推向暴涨阶段;它是在极高精度范围内检验广义相对论的探针.它还将在揭示引力场量子行为中起到不可或缺的重要作用.爱因斯坦在建立广义相对论后,很快就于1 9 1 6年提出了引力波的概念.然而,就连爱因斯坦本人也曾怀疑引力波能否被人类探测到.在经历了4 0多年的争论后才确认,引力波能够脱离源、携带能量在真空中传播,从而开启了引力波探测的大幕.     

空间引力波探测——天文学的一个新窗口

本文内容分为两部分.第一部分通过外尔曲率来阐述引力波这个物理概念,为天体源引力波探测(地面或空间)建立一个基本的理论框架.第二部分中,在中国科学院二期先导研究的基础上,我们进一步地说明空间引力波探测的天文学意义,特别是在探索早期宇宙中星系结构的形成,星系-黑洞共同演化结构等重大天文问题中提供一种全新的观察窗口.简要介绍中国科学院空间引力波探测计划(太极计划)的任务设计,并进一步阐明其科学目标以及与(e)LISA项目的区别所在,最后给出空间任务中关键载荷的初步分析.