論文の概要: Gravitational Wave Effects on Radio Spectral Lines of Atomic Hydrogen: Hyperfine Splitting and Broadening Mechanisms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.13118v1
• Date: Mon, 17 Mar 2025 12:44:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-18 15:58:48.433056
• Title: Gravitational Wave Effects on Radio Spectral Lines of Atomic Hydrogen: Hyperfine Splitting and Broadening Mechanisms
• Title（参考訳）: 原子性水素の放射スペクトル線に対する重力波効果:超微細スプリットと膨張機構
• Authors: Nontapat Wanwieng, Nithiwadee Thaicharoen, Narupon Chattrapiban, Apimook Watcharangkool,
• Abstract要約: 我々は高励起リドベルク状態における基底状態超微細遷移と放射遷移に焦点を当てた。 以上の結果から,GWsは21cm線を改良し,超微細磁性体中のエネルギー変化を誘導することが明らかとなった。 電波再結合線(RRL)を生成する高励起状態の遷移の場合、GWの影響はスペクトル拡大として現れ、$mathrmHnalpha$$nu/nuDeltanu/sim n7omega2_mathrmgwh(t)$としてスケールする分数直線幅を持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We explore the effects of gravitational waves (GWs) on hydrogen's radio spectral lines, focusing on the ground-state hyperfine transition and radiative transitions in highly excited Rydberg states. To analyze GW impacts on hyperfine structure, we derive Maxwell's equations in a gravitational-wave background using linearized gravity and the $3+1$ formalism. Our findings reveal that GWs induce energy shifts in hyperfine magnetic substates, modifying the 21 cm line. However, these energy shifts fall well below the detection limits of current radio astronomical instruments. For transitions in highly excited states, which produce radio recombination lines (RRL), the influence of GW manifests itself as spectral broadening, with the fractional linewidth for $\mathrm{H}n\alpha$ scaling as $\Delta\nu/\nu_0 \sim n^7\omega^2_{\mathrm{gw}}h(t)$. This suggests that RRLs could serve as probes for ultra-high-frequency GWs, particularly given that Rydberg atoms in the interstellar medium can reach quantum numbers above $n=100$. As an example of possibly detectable high frequency GW source, We investigate GWs emitted during the inspiral of planetary-mass primordial black hole binaries, where GW-induced broadening in RRLs could exceed natural broadening effects. Additionally, we examine the influence of the recently detected stochastic gravitational-wave background on hydrogen spectral lines.
• Abstract（参考訳）: 我々は,水素のスペクトル線に対する重力波(GWs)の影響を探求し,高励起リドベルク状態における基底状態の超微粒子遷移と放射遷移に着目した。 超微細構造におけるGWの影響を解析するために、線形化重力と3+1$形式を用いた重力波背景のマクスウェル方程式を導出した。 以上の結果から,GWsは21cm線を改良し,超微細磁性体中のエネルギー変化を誘導することが明らかとなった。 しかし、これらのエネルギーシフトは現在の電波天文学機器の検出限界よりかなり低い。 ラジオ再結合線 (RRL) を生成する高度励起状態の遷移について、GW の影響はスペクトル拡大として現れ、$\mathrm{H}n\alpha$ を $\Delta\nu/\nu_0 \sim n^7\omega^2_{\mathrm{gw}}h(t)$ とする分数直線幅を持つ。 これは、RRLが超高周波GWのプローブとして機能しうることを示唆しており、特に恒星間媒質中のリドバーグ原子が$n=100$以上の量子数に到達できることを前提としている。 検出可能な高周波数GW源の例として,惑星質量原始ブラックホール双対の吸気中に放出されるGWについて検討した。 さらに,最近検出された確率重力波背景が水素スペクトル線に与える影響について検討した。

関連論文リスト

• Generalized Uncertainty Principle mimicking dynamical Dark Energy: matter perturbations and gravitational wave data analysis [0.0]
  一般化不確実性原理(GUP)は量子重力モデリングにおいて、ほぼユビキタスな特徴である。 我々は、原始重力波(PGW)の余剰密度について考察する。 103,mathrmHz$以下の周波数域における次世代GW観測の感度を利用することで、他の宇宙物理学的・天体物理学的限界よりも厳密な$betalesssim1039$を制約する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-02-14T09:44:44Z)
• Transition probabilities for a Rydberg atom in the field of a gravitational wave [0.0]
  地球上の重力波が原子的に検出される可能性は考慮されている。 104ldots 105$の領域に主量子数を持つリドベルク原子は、そのような可能性を開くのに十分高い遷移確率をもたらす。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-03T11:04:29Z)
• Ultracold Neutrons in the Low Curvature Limit: Remarks on the post-Newtonian effects [49.1574468325115]
  曲線時空における非相対論的シュル「オーディンガー方程式の導出に摂動スキームを適用する。 中性子のエネルギースペクトルの次から次への補正を計算する。 ウルトラコールド中性子の観測の現在の精度はまだ探究できないかもしれないが、将来や他の状況でも関係がある可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-30T16:45:56Z)
• Low frequency gravitational waves emerge Berry phase [0.44998333629984877]
  本稿では,GWの低周波領域で量子状態が研究されている玩具検出モデルを提案する。 低周波GWとの相互作用は自然に計算において断熱近似を与える。 このような幾何学的位相検出は,GWのフットプリントの顕在化に寄与する可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-18T15:37:16Z)
• Resolving the gravitational redshift within a millimeter atomic sample [94.94540201762686]
  アインシュタインの一般相対性理論では、異なる重力ポテンシャルの時計は異なる速度でくつろいでいる。 超低温ストロンチウムの1ミリスケール試料中の重力赤方偏移と整合した線形周波数勾配を測定した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-09-24T23:58:35Z)
• Prototype Superfluid Gravitational Wave Detector [0.0]
  共振質量重力波検出器の試作機として超流動4ドルHeを充填した断面キャビティについて検討した。 膜と再入射マイクロ波空洞を感度な光学変換器として使用し,20mKの温度でヘリウムの熱励起高Q$音響モードを観察することができた。 連続重力波のブロードバンド検出を容易にするため、ヘリウムを加圧することにより、キロヘルツスケールの機械共鳴周波数を最大173Hz/barに調整する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-30T22:00:39Z)
• Searching for new physics with a levitated-sensor-based gravitational-wave detector [0.12314765641075436]
  Levitated Sensor Detector (LSD) は、光学的に閉じ込められた粒子をベースとした小型の共振重力波検出器である。 LSD感度はLIGOのようなレーザー干渉計よりも高周波での周波数スケーリングが好ましい。 10kHzを超えるGWの桁違いの未探索周波数空間は10から100mの大きさの計器でアクセスできる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-25T16:33:12Z)
• High-Frequency Gravitational-Wave Detection Using a Chiral Resonant Mechanical Element and a Short Unstable Optical Cavity [59.66860395002946]
  重力波によって誘導されるキラルな機械的要素のねじれの測定について提案する。 誘導されたねじれは、このキラル素子の上に平らな光学鏡を回転させ、入射レーザービームの偏向を引き起こす。 約10kHzの周波数で10-21/sqrtHzから10-23/sqrtHzの間で重力波ひずみの感度を推定した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-15T20:09:43Z)
• Gravitational waves affect vacuum entanglement [68.8204255655161]
  エンタングルメント収穫プロトコルは真空エンタングルメントを探索する方法である。 このプロトコルを用いて、個々の原子の遷移確率は重力波の存在によって影響されないが、2つの原子によって得られる絡み合いは重力波の周波数に敏感に依存することを示した。 このことは、重力波が残した絡み合い符号がその特性を特徴づけるのに有用であり、重力波メモリ効果と重力波誘起デコヒーレンスを探索するのに有用である可能性を示唆している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-19T18:01:04Z)
• Zitterbewegung and Klein-tunneling phenomena for transient quantum waves [77.34726150561087]
  我々は、Zitterbewegung効果が、長期の極限における粒子密度の一連の量子ビートとして現れることを示した。 また、点源の粒子密度が主波面の伝播によって制御される時間領域も見出す。 これらの波面の相対的な位置は、クライン・トンネル系における量子波の時間遅延を研究するために用いられる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-09T21:27:02Z)
• Optimal coupling of HoW$_{10}$ molecular magnets to superconducting circuits near spin clock transitions [85.83811987257297]
  我々は,HoW$_10$磁性クラスターの純および磁性希釈結晶とマイクロ波超伝導コプラナー導波路とのカップリングについて検討した。 以上の結果から, 分子系のスピン時計状態は, スピン光子相互作用の大きさと, 不要な磁気ノイズ源からの十分な分離を両立させる, 有望な戦略であることがわかった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2019-11-18T11:03:06Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。