Отзыв ведущей - БПП (1103856)
Текст из файла
"Утверждаю" Замеситель директора и им. А. М. Прохорова РАН рофессор В. Г. Михалевич <с~~> ~) -' 2015 г. ОТЗЫВ ведущей организации — Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института общей физики им. А. М. Прохорова Российской академии наук о диссертационной работе Ворончева Никиты Викторовича «Многопараметрическая оптимизация лазерных интерферометрических детекторов гравитационных волн», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.01 — Приборы и методы экспериментальной физики. Диссертационная работа Н. В.
Ворончева посвящена теоретическому исследованию уже существующих и разработке новых методов увеличения чувствительности лазерных интерферометрических детекторов гравитационных волн. А альность темы весле ования Чувствительность строящихся в настоящее время интерферометрических гравитационно-волновых детекторов второго поколения во многом будет ограничена уровнем их квантового шума и непосредственно приблизится к стандартному квантовому пределу (СКП). В связи с этим, разработка новых конфигураций детекторов и поиск оптимальных параметров уже существующих схем (что, в частности, позволило бы превзойти СКП) приобретают особую значимость. Вместе с тем, не теряют своей важности и новые предложения по снижению уровня классических технических шумов таких устройств. Основные на чные е льтаты и их новизна В работе подробно анализируются современные интерферометрические методы обнаружения гравитационных волн и ограничения чувствительности различных оптомеханических систем, связанные и с квантовыми флуктуациями используемого света, и с техническими шумами.
Так, в диссертации предложен метод совместного учета квантового шума и теплового шума отражающих покрытий пробных тел детектора, тогда как традиционно эти флуктуации рассматриваются независимо. На примере детектора Майкельсона/Фабри-Перо автором было показано, что мощности этих шумов противоположным образом зависят от коэффициентов отражения зеркал, играющих роль пробных тел. Оптимальное уменьшение (относительно стандартных величин) количества отражающих слоев зеркал может в широкой полосе частот обеспечить снижение технического шума.
При этом, полноценная численная оптимизация остальных оптических параметров системы сохраняет спектр квантового шума практически неизменным. Кроме классических однолучевых гравитационно-волновых детекторов в диссертации рассматриваются и более современные схемы, основанные на многокомпонентной оптической накачке. Использование нескольких оптически независимых лучей позволяет не только снижать итоговый квантовый шум детектора за счет учета их взаимных корреляций, но и увеличивать отклик детектора на внешнее сигнальное воздействие путем управляемого изменения его механической динамики. Гак, полная численная оптимизация параметров детектора с двойной оптической накачкой показала, что для источников низкочастотного гравитационно-волнового сигнала существенное увеличение чувствительности может достигаться в режиме отрицательной оптической инерции.
В работе предложен и принципиально новый режим многолучевой конфигурации с попарно антисимметричными накачками. Показано, что перекрестная корреляция между квантовыми флуктуациями отдельных лучей, возникающая за счет их взаимодействия с общей механической модой системы, позволяет существенным образом ослабить полный квантовый шум детектора в области низких и средних частот, приблизив чувствительность такого прибора к чувствительности, характерной для измерителя скорости. Добавление второй и последующих пар лучей не только способно расширить рабочую полосу детектора путем создания ксилофонной конфигурации в рамках одного интерферометра, но также может обеспечить сильное узкополосное снижение квантового шума в области наперед выбранных частот.
Последняя особенность представляется полезной для обнаружения гравитационно-волнового сигнала, ожидаемого от космических пульсаров, а в целом режим антисимметричных накачек обеспечивает возможность гибкого видоизменения спектра мощности квантового шума (в частности, с преодолением СКП). Также автором был рассчитан квантовый шум детектора, основанного на интерферометре Саньяка, без учета некоторых традиционных приближений.
Средствами численной оптимизации было показано, что такой детектор обладает широкополосной чувствительностью, достигающей уровня чувствительности ксилофонной конфигурации двух полноценных детекторов Майкельсона. Кроме того, важным результатом работы является заключение о том, что интерферометр Саньяка в существенно меньшей степени требователен к качеству фильтрующих резонаторов, чем детектор Майкельсона, Точнее, речь идет о величине оптических потерь, приходящихся на метр длины фильтрующего резонатора.
остове ность ез льтатов и выво ов Все результаты диссертации, хорошо согласующиеся с уже известными из литературы исследованиями, получены с использованием правильных физических моделей, корректного математического формализма и надежных компьютерных программ. П актическая значимость яссе та ии Основные результаты работы представляют несомненный научный и практический интерес для проектирования будущих гравитационно-волновых детекторов, а также для выбора оптимальных режимов работы уже существующих приборов второго поколения.
О о мление иссе та ии Объем и структура работы отвечают требованиям, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата наук. Автореферат диссертации достаточно полно отражает основные результаты работы. П блика ия н чных ез льтатов Все основные результаты диссертации опубликованы в 4 статьях в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК при Минобрнауки России. Также по теме диссертации опубликованы два электронных документа и тезисы по одной конференции. Замечания по яссе та ии Следует, однако, отменить некоторые замечания по тексту диссертации: 1.
При оптимальном уменьшении числа отражающих слоев пробных тел детектора (Глава 2), автор ввел минимально допустимую прозрачность входных зеркал плеч интерферометра исходя из общих соображений поддержания достаточно высокой резкости резонаторов в плечах. В тот же время, рассмотрение прямого учета шума обратного флуктуационного влияния, создаваемого силой светового давления на делитель пучка, позволило бы более точно определить минимальное число отражающих покрытий. 2.
При обсуждении многолучевых конфигураций детекторов, в которых увеличение отклика на внешний сигнал происходит за счет модификации динамики их механической моды, автор отмечает, что чувствительность приборов в таком режиме слабо зависит от показателей оптических потерь. Это объясняется тем, что данный подход не использует квантовые корреляции света. Однако количественные оценки в работе пе приводятся 3. Очень интересен в принципе известный эффект пондеромоторного сжатия, являющийся одним из краеугольных моментов диссртации.
Однако приведенное в тексте описание эффекта в основном имеет математический характер. Было бы полезно сопроводить его описанием чисто физической картины эффекта, чтобы было понятно на простом описательном уровне, что и при каких условиях происходит. 4. В тексте диссертации довольно часто используются обозначения, смысл которых не расшифровывается, что затрудняет понимание. Это, например, уравнения (1.6),(1.22)- (1.24) и далее, где возникают смещения или матрицы преобразований с индексами "теаз", "Ь.а.", "Г.ш." — об их значении можно только догадываться, но не всегда успешно. Однако приведенные выше замечания носят рекомендательный характер, не затрагивают сущности полученных результатов и не влияют на положительную оценку работы. Заключение Диссертационная работа Н.
В. Ворончева «Многопараметрическая оптимизация лазерных интерферометрических детекторов гравитационных волн» является полноценным и законченным научным исследованием в современной и актуальной области. В работе получен ряд новых научных результатов, которые могут способствовать снижению квантового шума как в современных, так и будущих интерферометрических детекторах гравитационных волн. Материалы диссертации могут быть использованы в организациях, занимающихся вопросами прецизионных физических измерений и квантовой оптики, например, Институте общей физики им.
А. М. Прохорова РАН, Институте физики Земли им. О. Ю. Шмидта, Институте радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, Физическом институте им. П. Н. Лебедева РАН, Государственном астрономическом институте им. П. К. Штернберга. Автореферат корректно и в полной мере отражает содержание диссертации.
Основные результаты диссертации опубликованы в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК, и докладывались на российских и международных совещаниях и конференциях. Оценивая диссертацию Н. В. Ворончева в общем, можно утверждать, что по объему полученных научных результатов и сделанных выводов, их достоверности и значимости работа удовлетворяет всем требованиям ВАК, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.
При этом, автор диссертации— Ворончев Никита Викторович — является сложившимся высококвалифицированным специалистом в области квантовых оптомеханических систем и квантовых прецизионных зав. лаб. ИОФРАН, д.ф.-м.н., профессор тел.: +7 1499) 503-82-57 е-та!1: Гебогоч®гап.йр!.гп Михаил Владимирович Федоров Зав. отделом Мощных Лазеров ИОФ РАН, д.ф.-м.н., профессор тел.: +7 (499) 503-84-32 е-та!1: чаро!!о®!саре!1а.8р!.ги Виктор Викторович Аполлонов Почтовый адрес организации: 119991, г. Москва, ул. Вавилова, д.38.
измерений, и заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.01 — Приборы и методы экспериментальной физики. Материалы диссертации заслушаны на Семинаре по физике многофотонных процессов ИОФРАН 11 марта 2015 г., руководитель семинара — М.В. Федоров. Отзыв на диссертацию рассмотрен и одобрен на заседании Ученого Совета отдела Мощных Лазеров ИОФРАН 15 апреля 2015 г.. .
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.