論文の概要: High-Frequency Gravitational-Wave Detection Using a Chiral Resonant
Mechanical Element and a Short Unstable Optical Cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.07974v1
- Date: Wed, 15 Jul 2020 20:09:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-09 09:04:29.048590
- Title: High-Frequency Gravitational-Wave Detection Using a Chiral Resonant
Mechanical Element and a Short Unstable Optical Cavity
- Title（参考訳）: キラル共鳴メカニカル素子と短い不安定光キャビティを用いた高周波重力波検出
- Authors: Yi Chen, Muamer Kadic, David E. Kaplan, Surjeet Rajendran, Alexander
O. Sushkov and Martin Wegener
- Abstract要約: 重力波によって誘導されるキラルな機械的要素のねじれの測定について提案する。
誘導されたねじれは、このキラル素子の上に平らな光学鏡を回転させ、入射レーザービームの偏向を引き起こす。
約10kHzの周波数で10-21/sqrtHzから10-23/sqrtHzの間で重力波ひずみの感度を推定した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 59.66860395002946
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Present gravitational wave detectors are based on the measurement of linear
displacement in stable optical cavities. Here, we instead suggest the
measurement of the twist of a chiral mechanical element induced by a
gravitational wave. The induced twist rotates a flat optical mirror on top of
this chiral element, leading to the deflection of an incident laser beam. This
angle change is enhanced by multiple bounces of light between the rotating
mirror and an originally parallel nearby fixed flat mirror. Based on detailed
continuum-mechanics calculations, we present a feasible design for the chiral
mechanical element including the rotating mirror. Our approach is most useful
for signals in the frequency band 1 -- 100 kHz where we show that fundamental
metrological limits would allow for smaller shot noise in this setup in
comparison to the detection of linear displacement. We estimate a gravitational
wave strain sensitivity between 10^{-21}/\sqrt{Hz} and 10^{-23}/\sqrt{Hz} at
around 10 kHz frequency. When appropriately scaling the involved geometrical
parameters, the strain sensitivity is proportional to frequency.
- Abstract（参考訳）: 現在の重力波検出器は、安定な光学キャビティにおける線形変位の測定に基づいている。
ここでは、重力波によって誘導されるキラルな機械的要素のねじれの測定を提案する。
誘導されたねじれは、このキラル素子の上に平らな光学鏡を回転させ、入射レーザービームの偏向を引き起こす。
この角度変化は、回転ミラーと元々平行な近傍固定平面ミラーとの間に複数の光のバウンスによって強化される。
連続体-力学の詳細な計算に基づいて、回転ミラーを含むカイラル機械素子の設計を提案する。
本手法は, 周波数帯域1-100kHzの信号に対して最も有用であり, 線形変位検出と比較して, 基本的な距離制限がより小さいショットノイズを発生させることを示す。
約10kHzの周波数で10^{-21}/\sqrt{Hz}と10^{-23}/\sqrt{Hz}の重力波ひずみ感度を推定した。
関係する幾何学的パラメータを適切にスケーリングする場合、ひずみ感度は周波数に比例する。
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