Sensitivity of a weber-type resonant antenna to monochromatic gravitational waves
Summary
The response of a resonant antenna to monochromatic gravitational waves of the type that can be expected from fast pulsars is studied. It is shown that the band width of the detection system is not limited by the mechanical band width (v R/Q) of the bar but depends on the relative contributions of the Brownian noise and of the electronic amplifier noise; a band width of several Hz can thus be obtained. A resonant antenna at a temperatureT=0.1 K, massM=2300 kg, merit factorQ=107 measuring over a timet=1 month allows us to detect monochromatic gravitational waves withh∼10−26.
PACS. 93.85
Instrumentation and techniques for geophysical researchPACS. 04.80
Experimental tests of general relativity and observations of gravitational radiationRiassuntio
Si studia la risposta di un’antenna risonante per onde gravitazionali monocromatiche, del tipo che ci si può aspettare dalle pulsar. Si mostra che la larghezza di banda del sistema di rivelazione non è limitata dalla larghezza di banda meccanica (v R/Q) della sbarra ma dipende dai contributi relativi del rumore browniano e del rumore dell’amplificatore elettronico; una larghezza di banda di parecchi Hz può essere ottenuta. Un’antenna risonante alla temperaturaT=0.1 K, con massaM=2300 kg, fattore di meritoQ=107 integrando su un tempot m=1 mese permetterebbe di rivelare onde gravitazionali monocromatiche di ampiezzah∼10−26.
Резюме
Исследуется отклик резонансной антенны на монохроматические гравитационные волны, которqyе можно ожидать от быстрых пульсаров. Показывается, что ширина зоны детектирования не ограничивается шириной зоны механической системы (v R/Q), но зависит от относительных вкладов броуновского шума и шума электронного усилителя. Можно получить ширину зоны, равную нескольким герцам. Резонансная антенна при температуреT=0.1 K, с массойM=2300 кг, фактором добротностиQ=107, при измерении в течениеt m=1 месяца, позволяет детектировать монохроматические гравитационные волны с амплитудойh∼10−26.
Preview
Unable to display preview. Download preview PDF.
References
- (1)a).D. C. Baker, S. R. Kulkarni, C. Heiles, M. M. Davis andW. M. Goss:Nature (London),300, 615 (1982); b)M. Ashworth, A. G. Lyne andF. G. Smith:Nature (London),301, 313 (1983); c)D. C. Baker, S. R. Kulkarni andJ. H. Taylor:Nature (London),301, 314 (1983).CrossRefADSGoogle Scholar
- (2).See, for instance,E. Amaldi andG. Pizzella:Riflessioni sulla rivelazione di onde gravitazionali e neutrini da supernovae, inAtti del I Convegno Nazionale di Fisica Cosmica, Lecce, 1982.Google Scholar
- (3).S. P. Boughn, W. M. Fairbank, R. P. Giffard, J. N. Hollenhorst, E. R. Mapoles, M. S. McAshan, P. F. Michelson, H. J. Paik andR. C. Taber:Astrophys. J.,261, L19 (1982).CrossRefADSGoogle Scholar
- (4).
- (5)a).P. Rapagnani:Nuovo Cimento C,5, 385 (1982); b)E. Amaldi, P. Bonifazi, F. Bronzini, G. Cavallari, E. Coccia, F. Fuligni, G. Martinelli, I. Modena, G. V. Pallottino, G. Pizzella, P. Rapagnani, F. Ricci, E. Serrani, S. Ugazio andG. Vannaroni:The gravitational wave experiment of the Rome group at CERN, Progress Report, May 31, 1983, International Report of CERN (1983).CrossRefADSGoogle Scholar
- (6).P. Bonifazi, V. Ferrari, S. Frasca, G. V. Pallottino andG. Pizzella:Nuovo Cimento C,1, 465 (1978).CrossRefADSGoogle Scholar
- (7).M. Bassan:Sensitivity analysis of a two mode resonant gravitational wave detector with arbitrary tuning, inX International Conference on General Relativity and Gravitation, Padova, 1983.Google Scholar