第七届青年地学论坛

空间引力波探测计划用激光干涉的方法测量太空中两个自由质量块之间由引力波导致的时空变化；其中，激光测距精度的要求为皮米(10E-12米)量级，描述质量块是否“自由”的加速度测量精度要求为10E-15米/秒^2量级。在太空中，地面振动、地球多极距等因素对引力波探测的影响会明显减小，但是空间等离子体、磁场等对引力波探测的影响需要被充分考虑。激光在空间等离子体中的传播时将导致时延、光程差噪声、偏振角变化、波前畸变等变化，影响引力波探测的测距精度；空间磁场与自由的检验质量块相互作用，产生非保守力，导致加速度噪声。现有的结果表明空间环境导致的测距噪声和加速度噪声与引力波探测的精度要求相当，我们需要进一步研究在空间引力波探测最敏感的频段这两个最主要噪声的水平。在此，我们将使用磁流体力学模拟和卫星的局地观测等方法，研究磁流体力学尺度下，典型的日地物理过程所造成的测距和加速度噪声对空间引力波探测的影响。我们把激光链路放入MHD模拟得到的等离子体环境中，进行光学模拟，计算了激光在空间等离子体中传播导致的光程差噪声，和相应的噪声振幅谱。我们发现：对于单条激光链路和迈克尔逊干涉组合，其噪声绝对值能达到pm量级，为色噪声。同时，我们也计算了TDI的alpha和X干涉组合下的光程差噪声：我们发现TDI干涉组合可以明显压低光程差噪声，并使噪声性质变为了近似白噪声。
 

太阳风,等离子体,空间磁场,引力波探测