Могут ли гравитационные волны производить фотоны? Как можно было обнаружить эти фотоны и может ли это быть новым доказательством существования гравитационных волн?

В недавней статье (arXiv:1610.02973 [gr-qc]), написанной двумя профессорами университетов США (из Калифорнийского государственного университета Фресно и Авиационного университета Эмбри Риддла), теоретически было показано, что безмассовые частицы, такие как фотоны, могут быть созданы гравитационными волнами.

В частности, они писали:

«Если предложенный здесь механизм образования электромагнитного излучения из гравитационно-волнового фона имеет место и является существенным, то мы могли бы предсказать, что сигнал гравитационно-волнового также должен сопровождаться электромагнитным сигналом. Однако в нашем процессе этот электромагнитный сигнал должен иметь примерно той же частоте, что и у гравитационной волны. Таким образом, мы можем предсказать, что электромагнитная волна, исходящая от гравитационной волны, будет иметь чрезвычайно большую длину волны, порядка сотен километров, т. е. связанная с ней электромагнитная волна будет иметь очень большую длину волны. такой длины, что до сих пор они могли бы легко оставить его незамеченным».

Два конкретных вопроса, которые мы можем задать:

1- Как можно было обнаружить электромагнитные волны такой большой длины?

2. Может ли открытие такого рода электромагнитных волн стать еще одним доказательством существования гравитационных волн?

Ответы (1)

Два ответа на ваши два вопроса, но сначала позвольте мне сказать, что я не читал статью, чтобы удостовериться в ее достоверности или точности, а также в параметрах, кроме длины волны (таких как мощность и направленность). Возможно, вы можете расширить это.

1) обнаружение радиоволн с длинами волн (WL) в сотни километров

Это уже сделано для связи с подводными лодками и обнаружения других атмосферных и солнечных возмущений. Простейшая антенна — это длинный кабель, протянутый за сабвуфером. Очевидно, это не сотни километров в длину, скорее, может быть, 100 метров в длину. Он обнаружит, но это не антенна с высоким коэффициентом усиления или даже с нулевым коэффициентом усиления, а скорее антенна с потерями. Так что все зависит от того, какая мощность получена.

Обратите внимание, что 100 км WL составляет 3 кГц. Этот частотный диапазон и даже ниже называется VLF (very low freq), а также достаточно low ULF. См. вики-статью о волнах УНЧ, в ней также есть изображение того, что необходимо для их генерации для связи с сабвуферами. Были и другие детекторы или антенны для ОНЧ и УНЧ, обычно это распределенный набор антенн на большой площади.

Весь вопрос в том, какой уровень мощности он должен обнаруживать, и как он убеждается, что это от гравитационных волн, а не от солнца, или магнитных воздействий на землю и т.д., т.е. чем он уникален. Уровень мощности будет критическим параметром.

Поскольку электромагнитные волны сильнее взаимодействуют с веществом, чем гравитационные волны, даже если они на несколько порядков слабее (в степени I, на антенне), их все же может быть легче обнаружить. Уникальность - другой вопрос.

2)еще одно доказательство гравитационных волн? Не нужно, это уже обнаружено косвенно (что тоже было бы) и напрямую. Но это было бы дополнительным свидетельством, и оно могло бы также сказать нам кое-что о параметрах гравитационных волн, которые дополнили бы то, что мы наблюдаем непосредственно.

В частности, если мы сможем получить направление прихода от комбинации 3-4 детекторов, мы сможем определить местонахождение источника, но это также будет проблема, аналогичная тому, что нам нужно для этого от гравитационных волн, потому что они имеют одинаковую длину волны ( для пеленгации) и той же скорости (по разнице во времени прибытия), поэтому примерно такие же точности. Тем не менее, это можно использовать для их сопоставления по направлению, местоположению и времени.

Полностью согласен с 1) и 2); Особенно на 2): доказательство механизма излучения было бы здесь реальным, а не свидетельством самих волн. На 1) Я согласен, что обнаружить эти сигналы будет очень сложно, но, возможно, с большим количеством антенн, измерениями совпадений и очень хорошими моделями того, что вы ожидаете увидеть, это может быть возможно.
Согласен, после просмотра статьи предложенный механизм аналогичен механизму Швингера для электрон-позитронных пар из статического сильного электрического поля. В статье не рассчитывалась ни мощность, ни даже скорость образования гравитона, но давалась частичная оценка вызванного этим уменьшения амплитуды гравитационной волны, которую для получения оценки производимой мощности необходимо интегрировать. Кроме того, расчет производится для «скалярных» фотонов, т. е. для реальных фотонов все еще необходимо проводить расчеты. Если это действительно произойдет и будет обнаружено, обнаружение эффекта Швиндера станет новым открытием.
Обратите внимание, что GW были обнаружены непосредственно сейчас.
Новое возможное открытие было бы, если бы механизм Швингера. случаться. В документе упоминается вариант, который они называют динамическим эффектом Швингера, вызванным гравитационными волнами. Конечно, ранее были обнаружены гравитационные волны, и ясно, что это не является подтверждением динамического эффекта Швингера. Я не знаю, имеет ли этот квантовый эффект эквивалент ОТО, но даже тогда экспериментальное подтверждение этого, классическое или квантовое, было бы новым обнаружением и было бы подтверждением квантового эффекта, а если классически, то и в уравнениях, другим подтверждением. GR – Боб Би 7 мин.
Могут ли гравитационные волны производить фотоны? Как можно было обнаружить эти фотоны и может ли это быть новым доказательством существования гравитационных волн?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v