Interactions between linear polarized gravitational waves and electromagnetic waves in an electromagnetic analog of gravity

被引：1

作者：

Falcon-Gomez, Enderson ^{[1
]}

De Falco, Vittorio ^{[2
,3
]}

Abdalmalak, Kerlos Atia ^{[1
,4
]}

Amor-Martin, Adrian ^{[1
]}

De La Rubia, Valentin ^{[5
]}

Santamaria-Botello, Gabriel ^{[6
]}

Munoz, Luis Enrique Garcia ^{[1
]}

机构：

[1] Univ Carlos III Madrid, Signal Theory & Commun Dept, Leganes 28911, Spain

[2] Scuola Super Meridionale, Largo San Marcellino 10, I-80138 Naples, Italy

[3] Ist Nazl Fis Nucleare, Sez Napoli, Via Cintia, I-80126 Naples, Italy

[4] Aswan Univ, Elect Engn Dept, Aswan 81542, Egypt

[5] Univ Politecn Madrid, Madrid 28040, Spain

[6] Univ Colorado, Dept Elect Comp & Energy Engn, Boulder, CO 80309 USA

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2023年 / 107卷 / 12期

关键词：

DETECTOR;

D O I：

10.1103/PhysRevD.107.124042

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We study the interaction among gravitational and electromagnetic plane waves by means of an analog electromagnetic model of gravity, where the gravitational properties are encoded in the electromagnetic properties of a material in flat space-time. In this setup, the variations in the metric tensor produced by the gravitational waves are codified as space-time-varying electromagnetic properties. We use an in-house code based on the finite-difference time-domain method to conduct numerical experiments, where we find that, when a monochromatic gravitational plane wave interacts with a narrow-band electromagnetic plane wave, an infinite number of sidebands, equally separated between themselves, are induced by the gravitational wave. Finally, we discuss possible future applications of this effect as an alternative method to directly detect gravitational waves.

引用

页数：10

共 45 条

[1] Advanced LIGO [J].

Aasi, J. ;

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. ;

Abernathy, M. R. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. ;

Affeldt, C. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Alemic, A. ;

Allen, B. ;

Amariutei, D. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. ;

Areeda, J. S. ;

Ashton, G. ;

Ast, S. ;

Aston, S. M. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Aylott, B. E. ;

Babak, S. ;

Baker, P. T. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barbet, M. ;

Barclay, S. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. ;

Bartlett, J. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Batch, J. C. ;

Baune, C. ;

Behnke, B. ;

Bell, A. S. ;

Bell, C. .

CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (07)

[2] Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Arain, M. A. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2016, 116 (06)

[3] GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Afrough, M. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S. V. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D. V. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (16)

[4] GWTC-1: A Gravitational-Wave Transient Catalog of Compact Binary Mergers Observed by LIGO and Virgo during the First and Second Observing Runs [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abraham, S. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Aloy, M. A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S., V ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arene, M. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avendano, V ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Badaracco, F. ;

Bader, M. K. M. ;

Bae, S. ;

Baker, P. T. .

PHYSICAL REVIEW X, 2019, 9 (03)

[5] The basic physics of the binary black hole merger GW150914 [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. .

ANNALEN DER PHYSIK, 2017, 529 (1-2)

[6] Population of Merging Compact Binaries Inferred Using Gravitational Waves through GWTC-3 [J].

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adhikari, N. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agarwal, D. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Akutsu, T. ;

de Alarcon, P. F. ;

Akcay, S. ;

Albanesi, S. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Anand, C. ;

Anand, S. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Ando, M. ;

Andrade, T. ;

Andres, N. ;

Andric, T. ;

Angelova, S. V. ;

Ansoldi, S. ;

Antelis, J. M. ;

Antier, S. ;

Antonini, F. ;

Appert, S. ;

Arai, Koji ;

Arai, Koya ;

Arai, Y. ;

Araki, S. ;

Araya, A. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arene, M. ;

Aritomi, N. ;

Arnaud, N. ;

Arogeti, M. .

PHYSICAL REVIEW X, 2023, 13 (01)

[7] Advanced Virgo: a second-generation interferometric gravitational wave detector [J].

Acernese, F. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aisa, D. ;

Allemandou, N. ;

Allocca, A. ;

Amarni, J. ;

Astone, P. ;

Balestri, G. ;

Ballardin, G. ;

Barone, F. ;

Baronick, J-P ;

Barsuglia, M. ;

Basti, A. ;

Basti, F. ;

Bauer, Th S. ;

Bavigadda, V. ;

Bejger, M. ;

Beker, M. G. ;

Belczynski, C. ;

Bersanetti, D. ;

Bertolini, A. ;

Bitossi, M. ;

Bizouard, M. A. ;

Bloemen, S. ;

Blom, M. ;

Boer, M. ;

Bogaert, G. ;

Bondi, D. ;

Bondu, F. ;

Bonelli, L. ;

Bonnand, R. ;

Boschi, V. ;

Bosi, L. ;

Bouedo, T. ;

Bradaschia, C. ;

Branchesi, M. ;

Briant, T. ;

Brillet, A. ;

Brisson, V. ;

Bulik, T. ;

Bulten, H. J. ;

Buskulic, D. ;

Buy, C. ;

Cagnoli, G. ;

Calloni, E. ;

Campeggi, C. ;

Canuel, B. ;

Carbognani, F. ;

Cavalier, F. .

CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (02)

[8]

Adam J, 2016, PHYS REV LETT, V116, DOI [10.1103/PhysRevLett.116.241103, 10.1103/PhysRevLett.116.222302]

[9] Interferometer design of the KAGRA gravitational wave detector [J].

Aso, Yoichi ;

Michimura, Yuta ;

Somiya, Kentaro ;

Ando, Masaki ;

Miyakawa, Osamu ;

Sekiguchi, Takanori ;

Tatsumi, Daisuke ;

Yamamoto, Hiroaki .

PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (04)

[10] Gravitational-wave physics and astronomy in the 2020s and 2030s [J].

Bailes, M. ;

Berger, B. K. ;

Brady, P. R. ;

Branchesi, M. ;

Danzmann, K. ;

Evans, M. ;

Holley-Bockelmann, K. ;

Iyer, B. R. ;

Kajita, T. ;

Katsanevas, S. ;

Kramer, M. ;

Lazzarini, A. ;

Lehner, L. ;

Losurdo, G. ;

Luck, H. ;

McClelland, D. E. ;

McLaughlin, M. A. ;

Punturo, M. ;

Ransom, S. ;

Raychaudhury, S. ;

Reitze, D. H. ;

Ricci, F. ;

Rowan, S. ;

Saito, Y. ;

Sanders, G. H. ;

Sathyaprakash, B. S. ;

Schutz, B. F. ;

Sesana, A. ;

Shinkai, H. ;

Siemens, X. ;

Shoemaker, D. H. ;

Thorpe, J. ;

van den Brand, J. F. J. ;

Vitale, S. .

NATURE REVIEWS PHYSICS, 2021, 3 (05) :344-366

← 1 2 3 4 5 →