論文の概要: Searching for new physics with a levitated-sensor-based gravitational-wave detector

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.13157v1
• Date: Sun, 25 Oct 2020 16:33:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 19:04:57.522713
• Title: Searching for new physics with a levitated-sensor-based gravitational-wave detector
• Title（参考訳）: 重力波検出器を用いた新しい物理の探索
• Authors: Nancy Aggarwal, George P. Winstone, Mae Teo, Masha Baryakhtar, Shane L. Larson, Vicky Kalogera, Andrew A. Geraci
• Abstract要約: Levitated Sensor Detector (LSD) は、光学的に閉じ込められた粒子をベースとした小型の共振重力波検出器である。 LSD感度はLIGOのようなレーザー干渉計よりも高周波での周波数スケーリングが好ましい。 10kHzを超えるGWの桁違いの未探索周波数空間は10から100mの大きさの計器でアクセスできる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.12314765641075436
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Levitated Sensor Detector (LSD) is a compact resonant gravitational-wave (GW) detector based on optically trapped dielectric particles that is under construction. The LSD sensitivity has more favorable frequency scaling at high frequencies compared to laser interferometer detectors such as LIGO. We propose a method to substantially improve the sensitivity by optically levitating a multi-layered stack of dielectric discs. These stacks allow the use of a more massive levitated object while exhibiting minimal photon recoil heating due to light scattering. Over an order of magnitude of unexplored frequency space for GWs above 10 kHz is accessible with an instrument 10 to 100 meters in size. Particularly motivated sources in this frequency range are gravitationally bound states of QCD axions with decay constant near the grand unified theory (GUT) scale that form through black hole superradiance and annihilate to GWs. The LSD is also sensitive to GWs from binary coalescence of sub-solar-mass primordial black holes and as-yet unexplored new physics in the high-frequency GW window.
• Abstract（参考訳）: Levitated Sensor Detector (LSD) は、光学的に閉じ込められた誘電体粒子をベースとした小型の共振重力波検出器である。 lsd感度はligoのようなレーザー干渉計検出器よりも高周波での周波数スケーリングが好ましい。 誘電体ディスクの多層スタックを光浮上させることにより感度を著しく向上する手法を提案する。 これらのスタックは、より巨大な浮揚物体の使用を可能にし、光散乱による最小の光子反動加熱を示す。 10kHzを超えるGWの探索されていない周波数空間は10から100mの大きさの機器でアクセスできる。 この周波数範囲の特に動機づけられた源は、ブラックホール超ラジアンを通じて形成され、gwsに消滅する大統一理論(gut)スケール付近で減衰定数を持つqcd軸の重力結合状態である。 また、LSDは、サブソラ質量原始ブラックホールの連成合体や、高周波GWウィンドウで探索されていない新しい物理からGWに敏感である。

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