Способ обнаружения гравитационно-волновых квантов

Многоцелевой квантовый детектор гравитационных волн.

Способ обнаружения гравитационно-волновых квантов.

Реферат.

Ричард Филлипс Фейнман - Нобелевский лауреат по физике в своей книге «Квантовая электродинамика» писал так:

У нас нет не только экспериментов для проверки квантовой теории гравитации, у нас нет так же разумной теории. [4] стр.133

От автора изобретения. Мы изобрели устройства, с помощью которого возможно на опыте обнаружить гравитационно-волновые кванты.

Также у нас есть новая физическая модель, включающая, по возможности основные черты рассматриваемого нами явления объединяющего гравитацию с электродинамикой и теоретический «образ» взаимодействий при распространении в вакууме гравитационно-волнового цуга (рис № 3 и №4).

И в место одного, двух измерений на практических опытах мы можем провести несколько десятков опытов по обнаружению гравитационных волн для этого используя лазерные гироскопы с квадратным или треугольной формы испытуемого контура и в первые предлагаем применить для этих целей ОВГУС - к примеру на рисунке №2 изображены вторым и третьем вариантом.

Чем больше мы будем знать о практических свойствах гравитона, тем точнее и правильней нами будит, совершенствоваться, физическая модель, «образа» взаимодействия фотона с гравитоном.

Использование изобретения: в гравитационно-волновой астрономии для обнаружения гравитационно-волновых квантовых возмущений например от источнников в процессе аннигиляции электрона с пазитроном, первично излучаемые и периодически вторично возникающих (см.рис-3) в квантовой цепи между противоположными амплитудами синфазных электромагнитных волн при частотно групповой трансформации, квантом связанной волновой энергии то есть при поочерёдной передачи с переходом из одного вида волновой энергии в другой между амплидутами гравитационных волн и синфазных амплидут электромагнитных волн.

Сущность изобретения заключается в применении в многоцелевом детекторе гравитационных волн в первые - Волоконно-оптические гироскопы с испытуемым чувствительным синфазным оптическим излучением в волоконно-оптическом контуре с удлиненным и измененным периметром в обмотке и способом воздействия на это излучения периодическими, неоднородными, гравитационными полями от движущихся источников специально для этого применены свинцовых наполнителей в виде имитаторов гребней гравитационных волн (ИГГВ) для обнаружения гравитационно-волновых квантов трансформирующихся от световых квантов в волоконно-оптическом контуре.

Технический результат:

1)Использовать одновременно в параллельных плоскостях в качестве детекторов гравитационных волновых квантов несколько волоконно-оптических гироскопов в отличии от [6] прототипа с удлинённой волоконной оптикой и увеличенным периметром и числом витков в волоконно-оптическом контуре.

2) Усиление детектируемого гравитационно-волнового сигнал за счет удлинённой волоконной оптикой и увеличения числа волоконно-оптических витков в контуре обмотки.

3) Равномерное распределение по времени воздействие приливных гравитационных полей от движущихся свинцовых наполнителей на испытуемый свет и за правильной окружности в волоконно-оптическом контуре гироскопа

Описание изобретения: Изобретение относится к лазерно-интерферометрическим гравитационно-волновым (ГВ) детекторам и может быть использовано, например, в гравитационно-волновой астрономии для обнаружения гравитационно-волновых возмущений, (см.рис-3) периодически возникающих между противоположными амплитудами синфазной электромагнитной волны при трансформации и за чего возникает распространении волновой энергии в вакууме.

Известно, что существуют теоретические предсказанья о формировании эластодинамического отклика твердотельных ГВ-антенн - детекторов Веберовского типа [1] , электродинамического отклика длиннобазовых лазерно-интерферометрических антенн Майкельсоновского типа [1] и компактных [2] лазерно-интерферометрических антенн на воздействие поля гравитационного излучения (ГИ). ГВ-антенны Веберовского типа и длиннобазовые лазерно-интерферометрические антенны предназначены для обнаружения коротких импульсных ГВ-сигналов от вспышечных источников, пространственно-временные характеристики которых неизвестны. Это уменьшает достоверность обнаружения ГВ-сигналов, поскольку требуемое мгновенное отношение сигнал/шум для уверенного обнаружения ГВ-сигнала от вспышечного источника ГИ такими детекторами должно быть больше единицы.

Теоретически разработан [3] Квантовый детектор гравитационных волн (КДГВ) содержащий активную среду для генерации оптического излучения, первое и второе глухие зеркала, выходное полупрозрачное зеркало с плоской дифракционной решеткой на внешней стороне, первую и вторую отражательные дифракционные решетки с возможностью отражения падающих лучей под углом, отличным от угла падения, первый и второй поляризаторы с взаимно ортогональными плоскостями пропускания, фотоприемную систему и преобразователь поляризации, причем преобразователь поляризации расположен между полупрозрачным зеркалом и фотоприемной системой, а первая отражательная дифракционная решетка расположена между глухими зеркалами, вторая дифракционная решетка расположена между вторым глухим и выходным полупрозрачным зеркалами, первый поляризатор расположен между первой отражательной дифракционной решеткой и вторым глухим зеркалом, а второй поляризатор расположен между первой отражательной дифракционной решеткой и выходным полупрозрачным зеркалом, при этом оба глухих зеркала, выходное полупрозрачное зеркало и обе отражательные дифракционные решетки размещены в вершинах правильного пятиугольника, а активная среда расположена между первым глухим зеркалом и выходным полупрозрачным зеркалом, отличающийся тем, что оптические приборы находящихся на вершинах правильного пятиугольника содержатся на многократном увеличенном расстоянии от друг друга на основании расположенного в верхней части увеличенного в объеме цилиндрической вакуумной камеры, максимально используя внутри параметры окружности вакуумной камеры на нижнем основании содержится новые устройства электропривод вал в нем на магнитной подвески, платформа на валу, цистерны на платформе в цистернах находятся свинцовые наполнители в качестве отдельных пяти источников частично доминирующих гравитационных полей в близи себя по отношению к испытуемому гравитационному и синфазному излучению.

Способ детектирования квантов гравитационных волн периодически возникающих между противоположными амплитудами синфазной электромагнитной волны при трансформации волновой энергии, квантовым детектором гравитационных волн проявляется в условиях низкого давления, стабильной температуры, электроприводом вращается на магнитной подвески вал на котором содержится платформа с цистернами, симметрично расположены заполненные цистерны свинцовыми наполнителями являются источниками пяти цепочных, приливных, неоднородных испытуемых гравитационных полей которые перемещаются по круговой орбите в близи внешнего оптического контура правильного пятиугольника на вершинах которого расположены оптические отражатели в определенные моменты времени когда измеряемое оптическое излучение проходит на очень близком расстоянии так что пять граней оптического излучении максимально совпадают по вертикали с пятью перемещающимся испытуемых гравитационных полей действуют на испытуемые гравитационные волны максимально возникающих между противоположными амплитудами испытуемой синфазного излучения, сжимая увлекает их в набегающих испытуемых гравитационных полях (или разжимая увлекает в убегающих испытуемых гравитационных полях) и этим изменяем интенсивность интерференции оптического излучения фиксируемое фотоприемной системой квантовым детектором гравитационных волн при сложении испытуемого оптического излучения по завершению их пути.

Существенным недостатком является в прототипе [3] КДГВ то, что в нем используется только один вид лазерного гироскопа с прерывистым не равномерно распределенным по времени воздействием на его оптические контуры приливных гравитационных полей от свинцовых наполнителей (ИГГВ) но применив оптическое волокно мы можем разнообразить измеряемые параметры по расположению и отношению к свинцовым наполнителям (ИГГВ).

Вторым прототипом является [6] Прецизионный одноосный измеритель угловой скорости ОИУС-2000 содержащий один измерительный волоконный контур и фотоприемный модуль, устройство расщепления-соединения, источник излучения.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в применении одновременно нескольких волоконно-оптических гироскопов обеспечивающего генерацию встречных оптических излучений в оптическом волокне и позволяющего измерять малые разности фазовых модуляций, возникающих в результате (от источников свинцовых наполнителей) периодических, неоднородных, гравитационных полей – воздействия (возможно допустить и такой грубый вариант (ИГГВ) малой мощности) на испытуемый свет в волоконно-оптическом контуре, разнообразив на платформе симметричное расположение цистерн с свинцовыми наполнителями так чтобы между ними над ними расположить несколько волоконно-оптических обмоток от гироскопов то есть достижение технического результата.

2) Усиление детектируемого гравитационно-волнового сигнал за счет удлинённой волоконной оптикой и увеличения числа волоконно-оптических витков в обмотки.

3) Равномерное распределение по времени воздействие приливных гравитационных полей от движущихся свинцовых наполнителей (ИГГВ) на испытуемый свет в волоконно-оптическом контуре гироскопа.

Есть известный теоретический разработанный [3] квантовый детектор гравитационных волн который является наиболее близким к заявляемому и поэтому выбран в качестве прототипа содержащий активную среду для генерации оптического излучения, первое и второе глухие зеркала, выходное полупрозрачное зеркало с плоской дифракционной решеткой на внешней стороне, первую и вторую отражательные дифракционные решетки с возможностью отражения падающих лучей под углом, отличным от угла падения, первый и второй поляризаторы с взаимно ортогональными плоскостями пропускания, фотоприемную систему и преобразователь поляризации, причем преобразователь поляризации расположен между полупрозрачным зеркалом и фотоприемной системой, а первая отражательная дифракционная решетка расположена между глухими зеркалами, вторая дифракционная решетка расположена между вторым глухим и выходным полупрозрачным зеркалами, первый поляризатор расположен между первой отражательной дифракционной решеткой и вторым глухим зеркалом, а второй поляризатор расположен между первой отражательной дифракционной решеткой и выходным полупрозрачным зеркалом, при этом оба глухих зеркала, выходное полупрозрачное зеркало и обе отражательные дифракционные решетки размещены в вершинах правильного пятиугольника, а активная среда расположена между первым глухим зеркалом и выходным полупрозрачным зеркалом, отличающийся тем, что оптические приборы находящихся на вершинах правильного пятиугольника содержатся на многократном увеличенном расстоянии от друг друга на основании расположенного в верхней части увеличенного в объеме цилиндрической вакуумной камеры, максимально используя внутри параметры окружности вакуумной камеры на нижнем основании содержится новые устройства электропривод вал в нем на магнитной подвески, платформа на валу, цистерны на платформе в цистернах находятся свинцовые наполнители в качестве отдельных пяти источников доминирующих гравитационных полей в близи себя по отношению к испытуемому гравитационному и синфазному излучению.

Любой лазерный гироскоп расположенный в гравитационно-волновом детекторе в том числе и рассматриваемый нами, позволяет измерять угловую скорость вращения или вариацию угловой скорости только при условии, что сам лазерный гироскоп принимает участие в этом вращении. Если он во вращении не участвует, то его угловая скорость равна нулю и интерференционная картина будет неподвижной [5]. В случае же использования [6] гироскопа как ГВ-детектора устройство обязано быть неподвижным, поскольку в этом случае сдвиг интерференционных полос, вызванный вращением, будет маскировать основной эффект - сдвиг интерференционных полос, вызванный ГВ-воздействием.

Применяя оптико-волоконные гироскопы в отличии от прототипа в качестве детекторов гравитационных волновых квантов мы применяем прямое воздействие (ИГГВ) на встречно распространяющие оптическое излучение в оптическом контуре точнее как да кванты света трансформируют свою энергию при чередовании в гравитационно-волновые кванты те в свою очередь вступают в прямое взаимодействие с (ИГГВ) что и обеспечивает фазоразностный метод регистрации, необходимый при детектировании гравитационно-волновых квантов.

Вторым известным прототипом является [6] Прецизионный одноосный измеритель угловой скорости ОИУС-2000 содержащий один измерительный волоконный контур, фотоприемный модуль, устройство расщепления-соединения, источник излучения.

Таким образом, сущность изобретения заключается в отличии от прототипа в применение волоконно-оптических гироскопов с увеличенными длинами и периметром контура или обмоток состоящих из оптического волокна в многоцелевого квантовом детекторе гравитационных волн в качестве способа обнаружении гравитационно-волновых квантов то есть гравитонов.

Схема устройства приведена на рисунке №1.

Изображенные детали делятся на основные подвижные и неподвижные части.

Подвижные детали наружного ряда обозначены 1, 3, 6, 7 и во внутреннем ряду 2, 4, 5, 8 симметрично расположены цистерны со свинцовыми наполнителями в качестве (ИГГВ) имитаторов гребней гравитационной волны диаметр цистерн d=1,98 метра длина цистерн ровна 2,05 метра вес каждой цистерны 50 тонн общи вес цистерн составляет 400 тонн (ИГГВ) по своим орбитам могут перемещаться со скоростью от нуля до тридцати метров в сек.

Не подвижные детали обозначены - 9, 10, 11, 12, 13. волоконно-оптические обмотки (ВОО) от гироскопов с разными периметрами и расположением к цистернам с свинцовыми наполнителями ИГГВ.

К примеру : 11 - ВОО расположена между (+) и (-) ИГГВ

9 - ВОО расположена ближе к (+) ИГГВ.

13 - ВОО расположена ближе к (-) ИГГВ.

10 и 12 - ВОО расположена между ИГГВ и землёй, можно считать что ИГГВ почти прозрачны по отношению к гравитационному полю земли но мы рассчитываем на почти которое будит регистрироваться нашими гироскопами.

Параметры на рисунке №1 выполнены 1 : 100

R-1=3 метров расстояние от центра до 9 – ВОО.

R-2=3,01 метров расстояние от центра до внутренней стенки 8,2,4,5-ИГГВ

R-3=4 метров расстояние от центра до 10 – ВОО.

R-4=4,99 метров расстояние от центра до наружной стенки 8,2,4,5-ИГГВ

R-5=5 метров расстояние от центра до 11 – ВОО.

R-6=5,01 метров расстояние от центра до внутренней стенки 1,3,6,7-ИГГВ

R-7=6 метров расстояние от центра до 12 – ВОО.

R-8=6,99 метров расстояние от центра до наружной стенки 1,3,6,7-ИГГВ

R-9=7 метров расстояние от центра до 13 – ВОО.

ВОО 10 и 12 проходят над ИГГВ в пределах 10 мм.

Устройство работает следующим образом. Цистерны со свинцовыми наполнителями 1, 2, 3, 4, 5 ,6, 7, и 8 движутся по круговой орбите по отношению к обмоткам волоконно-оптических гироскопов своим движение цистерны создают приливные гравитационные поля от нескольких источников как бы создают имитацию гребней гравитационных волн мы применяем прямое воздействие (ИГГВ) на встречно распространяющие оптическое излучение в оптическом контуре точнее как да кванты света трансформируют свою энергию в гравитационно-волновые кванты которые вступают в прямое взаимодействие с (ИГГВ) что и обеспечивает фазоразностный метод регистрации, необходимый при детектировании гравитационно-волнового кванта волоконно-оптическими гироскопами при этом волоконно-оптические обмотки 9, 10, 11, 12, и 13 имели нулевую угловую скорость в инерциальном пространстве.

Таким образом, волоконно-оптические гироскопы [6] предназначенные для регистрации угловой скорости в инерциальном пространстве при изменении в отличии от [6] прототипа длинами и периметрами волоконной оптикой и обмотки могут быть применены по новому назначению в многоцелевом квантовом детекторе гравитационных волн для обнаружения гравитационно-волновых квантов то есть гравитонов также мы технически добиваемся таких результатов например при использовании волоконно-оптических гироскопов мы можем число витков в оптическом волокне увеличить более 100 что и позволит воздействие (ИГГВ) в столько же раз увеличиться. Пользуясь тем что испытуемый свет распространяется в одно и том же оптическом волокне мы добиваемся таких технических результатов как равномерное распределение по времени (ИГГВ) воздействием на волоконно-оптические контуры так же возможность использовать одновременно несколько гироскопов с разными параметрами и периметру волоконно-оптических обмоток.

Литература:

1. Милюков В. К. , Руденко В.Н.// Итоги науки и техник ВИНИТИ АН СССР, серия Астрономия, 1991, т. 41, с. 147-193.

2. Балакин А.Б., Кисунько Г.В., Мурзаханов З.Г., Русяев Н.Н.// ДАН СССР, 1991, т. 316, N 5, с. 1122-1125.

3. Ж. С. Овчинников. опубликовано 07.11. 2008 года по заявке RU 2008122126/28 на изобретение. Квантовый детектор гравитационных волн. Способ детектирования квантов гравитационных волн. -прототип

4. Р. Ф. ФЕЙНМАН. КЭД Странная теория света и вещества. 1988 г.

5. Бычков С. И., Лукьянов Д.П., Бакаляр А.И., Лазерный гироскоп, - М.: Сов.радио, 1975, 425 с.

6. Прецизионный одноосный измеритель угловой скорости ОИУС-2000, изделия завода «Протон» ООО «Оптолинк» Москва, Институт Электронной техники - прототип.

7. Пономарев В.Г. патент RU№2227901С2 «Малогабаритный блок

волоконно-оптических измерителей угловой скорости» - прототип.

Формула изобретения.

1. Многоцелевой квантовый детектор гравитационных волн содержащий с возможностью передвигается по круговым орбитам цистерны со свинцовыми наполнителями в качестве раздельных источников испытуемых гравитационных полей, цистерны расположены симметрично в отличии от прототипа в два ряда занимая две круговые орбиты с общим центром так же в отличии от прототипа вместо одного лазерного гироскопа в многоцелевом детекторе гравитационных волн могут использоваться пять и более волоконно-оптических гироскопов содержащий каждый измерительный волоконный контур и фотоприемный модуль, устройство расщепления-соединения, источник излучения но в отличии от своего прототипа гироскопа у них все оптические контуры расположены параллельно одной плоскости с многократно увеличенными длинами и периметрами контура и числа обмоток состоящей из волоконной оптики и волоконно-оптические контуры обмоток гироскопов проходят по круговым орбитам, рядом не соприкасаясь со стенами цистерн в виде направляющих с общим центром круговых орбит, проходят волоконно-оптические контуры по отдельности от каждого гироскопа над цистернами, между ними и с боков цистерн.

2. Способом обнаружения гравитационно-волновых квантов с использованием многоцелевого квантового детектора гравитационных волн в условиях низкого давления, стабильной температуры где волоконно-оптические контуры гироскопов не принимают участие во вращении или вариации угловой скорости в инерциальном пространстве а цистерны с свинцовыми наполнители перемещаются по круговой орбите и этим движением создаются приливные гравитационные поля взаимодействующие с испытуемыми гравитационными волнами максимально возникающих между противоположными амплитудами испытуемой синфазного излучения где в отличии от прототипа происходит это в волоконно-оптическом контуре гироскопов, сжимая увлекает их в набегающих испытуемых приливных гравитационных полях (или разжимая увлекает в убегающих испытуемых приливных гравитационных полях) и этим изменяем интенсивность интерференции оптического излучения фиксируемое фотоприемной системой гироскопов в многоцелевом квантовом детекторе гравитационных волн при сложении испытуемого оптического излучения по завершению их пути в волоконно-оптическом контуре гироскопов.

автор идеи: Жавланбек Овчинников. Шымкент. Казахстан

tl+77775102610 mail: shymkent@bk.ru

Многоцелевой квантовый детектор гравитационных волн.

Способ обнаружения гравитационно-волновых квантов. Рис. №3

Цуг гравитационных волн.

«Квантовый детектор гравитационных волн и способ в нем детектировать кванты гравитационных волн» RU 2008122126 A.

«Способ обнаружения гравитационно-волновых квантов с использованием многоцелевого детектора» KZ 2009/0042.1

Теоретические предположения о гравитационно-волновых квантах.