construct Creative Commons License 2019.01.11 0 1 503

A Ligo és a további tervezett detektorok frekvencia szerinti érzékenységét erről az ábráról lehet leolvasni:

Ahol a különböző interferométerek elméleti zajgörbéi látszanak a frekvencia függvényében. Ezeket fejre állítva kapjuk a gravitációs hullámokra vonatkozó logaritmikus érzékenységi karakterisztikákat. Látható, hogy az átviteli sávokban sehol sincs igazán frekvenciafüggetlen tartomány, mindegyik egy V formát mutat. A sávok alacsony-frekvenciás fele az 1 dekád/dekád (vagyis 20dB/dek.) meredekségű egyeneshez, a felső fele pedig a -20dB/dek. egyeneshez simul. Ebből nyilvánvaló, hogy ezek a berendezések alul differenciálnak, felül pedig integrálnak (természetesen az idő függvényében), és csak a sávközép szűk tartományában arányosak nagyjából. Erre a hasznos jelet sok nagyságrenddel meghaladó háttérzajok kiszűrése miatt van szükség.

A differenciáló és az integráló működést elválasztó karakterisztikus frekvencia a mért fénysugarak tárolási idejéből adódik. Ezt a Ligo esetén az interferométerek karjaira épített Fabry-Perot  tükörrendszerek végzik, 400-szor oda-vissza megjáratva fényt, ami 3200km fényútnyi, azaz kb. 10msec időkésleltetést megvalósítva, mielőtt visszavezetik a nyalábosztón, és interferáltatják a másik kar fényével. Minél nagyobb ez a tárolási idő, annál kisebb az alsó határfrekvenciája, vagyis a gravitációs hullámzás azon legalacsonyabb frekvenciája, amit még érzékelni tud. Hisz a téridő éppen aktuális metrikaváltozásait a zavartalan metrikához kell mérni, vagyis az pillanatnyi fényhullámhosszt a gravitációs hullám kezdete előtt kisugárzott fény hullámhosszával kell összehasonlítani. Ideálisan számolva, legalább a mérendő gravitációs hullám egy periódusával egyező idejű fényhullámsort kell tárolni. Ennek alapján a 10msec. 100Hz határfrekvenciát jelent. De némileg csökkent érzékenységgel, 40Hz-ig is használható.


Akinek van elektronikai gyakorlata: olyan ez, mint egy "csatolókondenzátor" révén megvalósított tárolási időállandó és az abból következő alsó határfrekvencia, mondjuk valami erősítő bemenetén.


A LISA sávközepe több mint négy nagyságrenddel alacsonyabb frekvenciára fog esni, mint az advanced LIGO. Szerintem ez úgy jöhet ki, hogy a LISA 3 millió kilométeres karjai mellé csak kb 10 Fabry-Perot oda-vissza tükrözést terveznek, tehát abban 200 sec. fényhullám vonulat tárolódik, a LIGO 10msec.-val szemben.

Előzmény: mmormota (497)