Ultra-stable optical clock cavities as resonant mass gravitational wave detectors in search for new

被引:0
作者
Naroznik, M. [1 ]
Bober, M. [1 ]
Zawada, M. [1 ]
机构
[1] Nicolaus Copernicus Univ, Inst Phys, Fac Phys Astron & Informat, Grudziadzka 5, PL-87100 Torun, Poland
关键词
Gravitational waves detectors; Ultra-stable optical clock cavity; QCD axions; Primordial black-hole mergers; HIGH-PERFORMANCE; EXPANSION; NOISE;
D O I
10.1016/j.physletb.2023.138260
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We propose using table-top-size ultra-stable optical cavities from state-of-the-art optical atomic clocks as bar gravitational wave detectors for frequencies higher than 2 kHz. We show that the 2-20 kHz range of gravitational waves' spectrum can be accessed with instruments below 2 meters in size. The materials and properties of the proposed cavities are in the grasp of today's technology. The ultra-stable optical cavities allow detection not only predicted gravitational wave signals from such sources as binary neutron star mergers and post-mergers, subsolar-mass primordial black-hole mergers, and collapsing stellar cores, but can also reach new physics beyond the standard model, looking for ultralight bosons such as QCD axions and axion-like particles formed through black hole superradiance.
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页数:9
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