Odatdagi mateiryaning gravitatsion to`lqinlar bilan ta`siri, layaer gravitatsion-to`lqin Yer antennalarining tuzulishi

|
Odatdagi mateiryaning gravitatsion to`lqinlar bilan ta`siri, layaer gravitatsion-to`lqin Yer antennalarining tuzulishi
|
bet | 20/27 | Sana | 05.05.2021 | Hajmi | 4,96 Mb. | | #14337 |
2.2 Odatdagi mateiryaning gravitatsion to`lqinlar bilan ta`siri, layaer gravitatsion-to`lqin Yer antennalarining tuzulishi.
Ekvivalentlik printsipi nafaqat gravitatsion to`lqinlarni nurlanishini qiyinlashtiradi, balki ularni odatdagi materiya bilan ta`sirini juda kuchsizlantiradi.Elektromagnit to`lqinlar biror nuqtada qayd qilinishi mumkin.agar elektromagnit to`lqin x o`qi yo`nalishida tarqalsa, u holda to`lqinning elektr maydon kuchlanganligi yz tekislikda bo`lib va turli ishorali elektr zaryadlari bilan bir safda joylashadi, bunday maydon kuchlanganlik vektoriga parallel ammo teskari yo`nalishda tebranadi. Bunday tebranishlar birta zaryadning ikkinchisiga nisbatan siljishi qiymati bo`yicha qayd qilinishi mumkin. Agar yz tekislikni metal sterjen elektr maydoni vektori yo`nalishida joylashtirilsa (unda tarkibiga kiruvchi protonlar yadroda mustahkam bog’langan , ammo ko`p sonli erkin elektronlar mavjud), unda sterjen shunday zaryadlanadiki elektromagnit to`lqinlarni bir yarim davrida sterjenni bir uchi musbat, ikiknchisi –manfiy zaryadlanadi. Keyingi yarim davrda – teskarincha. Ketma-ket mana shunday joylashgan sterjen antennani shakllantiradi (1887 yil G.R. Gerts kashf qilgan), ular elektromagnit to`lqinlarni qabul qilish uchun ko`pgina uylarning tomiga o`rnatilgan. elektromagnit to`lqinlar elektr zaryadlari uchun ko`ndalang o`zgaruvchan tezlanishning tarqaluvchi to`lqin maydonidir. Ulardan farqli gravitatsion to`lqinlar ham tarqaluvchi to`lqin maydonidir, ammo nobirjinsli ko`ndalang o`zgaruvchan tezlanishlidir(tezlanish gradienti). Agar gravitatsiya to`lqinlari x o`qi bo`ylab tarqalsa, va yz tekislikda erkin nuqtaviy massa joylashtirilsa, unda massalar orasida chekli masofa farqi tufayli bir massaning ikkinchisiga nisbatan ωgrav chastota bilan tebranishini kuzatish mumkin. Agar massalar juftligi y o`qi bo`ylab joylashtirilsa tebranish amplitudasi l y yo`nalish bo`yicha quyidagiga teng bo`ladi
bunda l – massalar orasidagi masofa , h – gravitatsion to`lqinlar yordamida vujudga keltirilgan metrik g’alayonlanishlar amplitudasi. Agar massalar juftini z o`qi yo`nalishida joylashtirilsa, birinchi fazaga nisbatan tebranishlar teskari fazada bo`ladi (2.2.1-chizma).
(1) oddiy formula bir tomondan gravitatsiya to`lqinlarini materiya bilan universalligini xarakterlasa, ikkinchi tomondan o`zarota`sirning lokalmasligini xarakterlaydi(chekli l qaralganda). l amplitudali nisbiy tebranishlar quyidagi kuch ta`sirida yuz beriish ayon
bunda m – sinov massa qiymati. Fgrav kuchi va uning ta`sirida yuzaga keltirilgan l amplitudali tebranishlar tezlanish gradienti tufayli uyg’otilishi ayon. Nuqtaviy massa o`rnida biror jismdan ham foydalanish mumkin, unda Fgrav kuchi mexanik tebranishlarni uyg’otadi. Bu g’oya birinchi bor Merilend(AQSH) universiteti professori J.Veber tomonidan ilgari surilgan. U gravitatsion nurlanishlar yollarini izlash bo`yicha tajribaviy dasturni amalga oshirgan(1959-1969), qabul qilgich sifatida bir yarim tonnali seysmik ta`sirlardan yaxshi himoyalangan alyumin tsilindrlardan foydalangan. TSilindrlar bir biridan ming kilometrga yaqin masofaga vakuum kameralarga o`rnatilgan, hamda tsilindrlarning mexanik modeli rezonans chastotasining eng past chastotasiga yaqin chastotada sinxron titrashi mumkin (1 kGts ga yaqin). 1969 yilda metrikaning h 10-16 g’alayonlanish amplitudasi yollarini kashf qilinganligi e`lon qilindi. 1971-1973 yillarda bir necha davlatlardan tadqiqotchilar guruhlari bu tajribalarni takrorlab salbiy natija olganlar. J.Veberni qisman quyidagi holat qo`llagan: bu vaqtda nazariyotchi kosmologlar h(va mos holda Fgrav va l qiymatlar) metrik g’alayonlanishlar qiymati va yollar chastotasi haqida ishonchli ma`lumotga ega emas edilar.Astrofizik taxminlar birta tebranish bir oyda ωgrav o`rtacha chastotali va oqim quvvati zichligi bir marta yuz beradi. Bu qiymat metrikasi h 10-21 t bo`lgan g’alayonlanishlar amplitudasiga teng bo`lib, J.Veber tajribalaridagidan besh tartibda kichik. Agar ikkita erkin sinov massani bir biridan l = 4 km masofada o`rnatilsa u holda h 10-21 metrikali g’alayonlanishlar sinov massalarni l = (!) amplituda bilan tebranishiga olib keladi. Agar sinov massalari m = 104 g = 10 kg bo`lsa bunday tebranishlar ularga amplitudalarining farqi Fgrav (!) kuch ta`sir qilgandagina yuz beradi. Mana shu kattaliklar birinchi bosqichda LIGO va VIRGO- er lazer gravitatsion-to`lqin antennali ikki xalqaro loyihaga asos qilib olingan. LIGO ning ikki antennasi 2000 yildan to hozirgacha ishlab kelmoqda. VIRGO antennalari 2003 yildan ishlab kelmoqda. 1962 yil T. Meyman tomonidan lazerlarni kashf qilinishi bilan rus olimlari M.E. Gertsenshteyn va V.I. Pustovoyt sinov massa sifatida bir birlaridan olisda joylashtirilgan Fabri-Pero optik rezonatori sifatida foydalaniladigan ikki massiv oynalardan foydalanishni taklif qildilar. Rezonatorni quvvatlash lazerning quvvatli kogerent nurlanishlari yordamida amalga oshirilgani sabab yuqori sezgirlikka ega bo`ladi. J.Veber tomonida alyuminiy tsilindrlarda qilingan kashfiyotdan 7 yil ilgari ifodalangan bu g’oya anchagina maxsuldor chiqdi, birinchidan turli xil lazerlarni rivojlantirish fizik tajribakorlar juda tor generatsiya chizig’i va o`ta yuqori barqarorlikka ega chastotaga ega bo`lishlariga olib keldi. Ikkinchidan optik texnologlar shunday qaytaruvchi kuzgular tayyorlashga muvaffaqt bo`ldilarki, ajoyib qaytarish qobiliyatini: oynalarga tushayotgan 106 fotondan faqat birtasigina halok bo`ladi, qolganlari qaytadi. Natijada kichik o`lchamda l = katta qaytarish rezonator chiqishida optik to`lqinlarni nisbatan katta faza siljishiga erishiladi φ = 10-8 rad. Antennada o`zaro perpendikulyar elkalarda (Fabri-Pero ning ikki rezonatori) birta lazer bilan uyg’otilgan optik tebranishlar elkalarni bosib o`tgandan so`ng fotodetektorda yig’iladi(interferentsiyalanadi). φ kichik fazalar siljishi fotodetektor chiqishida elektr toki quvvatini o`zgarishiga aylanadi. ( 2.2.2-chizma). Bunday optik interferometrlar modelida dastlabki tajriba R. Driver (Universitet sh. Glazgo) va R. Vays (Massachuset Texnologiya Instituti) tomonidan 70-yillarda o`tkazilgan. Tajribalar muvaffaqiyatli chiqib 1981 yilda bu tajribakorlar hamdo`stligi professor K. Torn bilan LIGO loyihasini asosladilar.
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
Odatdagi mateiryaning gravitatsion to`lqinlar bilan ta`siri, layaer gravitatsion-to`lqin Yer antennalarining tuzulishi
|