Отзыв оппонента Камалова - БПП (1103857)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Отзыв официального оппонента о диссертации Ворончева Никиты Викторовича «Многопараметрическая оптимизация лазерных интерферометрических детекторов гравитационных волн», представленной на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.01 — приборы и методы экспериментальной физики. Последние десятилетия ознаменовались существенным прогрессом в области квантовых прецизионных измерений, которые во многом связаны с задачей обнаружения гравитационных волн. Неудивительно, что в настоящее время в мире идет активное строительство лазерных интерферометрических гравитационно-волновых детекторов уже второго поколения (Айчапсей 1.100, Абчапсед Жгло, ОЕО-НГ, 1.ССгТ).

Шумы, ограничивающие чувствительность подобных приборов, традиционно разделяют на два класса- квантовые, берущие свое начало из фундаментальных квантовых неопределенностей света, и классические технические. Как ожидается, в готовящихся к запуску детекторах удастся добиться столь низкого уровня технических шумов, что в широком диапазоне частот чувствительность этих устройств будет определяться именно квантовыми флуктуациями. Данное обстоятельство делает особо акгуальной задачу ослабления квантового шума вообще, и преодоления стандартного квантового предела (СКП) в частности. Вместе с тем, это не отменяет и важности исследований по снижению уровня неизбежно присутствующих технических флуктуаций. Из вышесказанного следует несомненная альность темы диссертационной работы Н. В.

Ворончева, которая посвящена проблеме увеличения чувствительности лазерных интер ферометрических детекторов гравитационных волн. В диссертации проводится теоретическое исследование оптимальных режимов работы уже известных схем детекторов и предлагаются новые оригинальные конфигурации приборов. На основе численного моделирования квантового и технического шумов осуществляется поиск оптимальных значений параметров, обеспечивающих наилучшую чувствительность детекторов. Отмечу, что работа выполнена на высоком научном уровне, а поставленные перед диссертантом задачи успешно решены.

Диссертация Н. В. Ворончева состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Во введении обосновывается актуальность исследований, сформулированы цели и задачи работы, показаны научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены сведения об их апробации, перечислены выносимые на защиту положения.

Первая глава носит вводный характер и, в первую очередь, дает подробный обзор литературы по теме диссертации. Здесь же приводится используемый автором математический аппарат и с его помощью описываются базовые оптомеханические системы и известные методы снижения квантового шума измерений. Во второй главе впервые предложено проводить анализ чувствительности интерферометрических детекторов на основе совместного учета квантового шума и броуновского шума покрытий зеркал интерферометра (являющихся пробными телами детектора), тогда как традиционные подходы направлены на ослабление этих флуктуации независимо друг от друга. Автором было показано, что оптимальное уменьшение типичных для гравитационно-волновых детекторов коэффициентов отражения пробных тел позволяет снизить полный шум прибора, несмотря на возможность сопутствующего роста квантового шума.

В третьей главе анализируются схемы детекторов с многолучевой оптической накачкой. Первый раздел главы посвящен исследованию эффекта отрицательной оптической инерции, заключающемуся в эффективном уменьшении инертной массы пробных тел, что увеличивает их сигнальное смещение под ожидаемым действием гравитационных приливных сил. Автор показал, что в наибольшей степени оптическая инерция проявляется в области нижних частот рабочего диапазона (порядка нескольких десятков герц).

На этом основании был сделан важный вывод об эффективности отрицательной оптической инерции при регистрации гравитационно-волнового сигнала от таких вероятных астрофизических источников, как двойные черные дыры и двойные нейтронные звезды. При этом, как показано, может наблюдаться даже двукратный рост отношение сигнал-шум. Во втором разделе третьей главы предложена принципиально новая многолучевая схема детектора Майкельсона.

Автором показано, что возникающая за счет оптомеханического взаимодействия перекрестная корреляция между квантовыми шумами отдельных лучей позволяет при выборе попарно антисимметричных оптических параметров накачек кардинально изменить частотную зависимость спектральной плотности полного квантового шума и добиться ее сходства со случаем интерферометра Саньяка, для которого шум на низких частотах существенно подавлен.

Ослабление условий антисимметрии накачек позволяет до некоторой степени преодолеть СКП, а использование большего числа лучей снижает квантовый шум в области высоких частот. В частности, параметры одной из пар лучей могут быть выбраны таким образом, чтобы квантовый шум испытывал сильное узкополосное ослабление, которое представляет интерес для поиска сигналов от источников типа пульсаров. Важным результатом здесь являет то, что предложенный подход позволяет, используя единственный интерферометр, создать ксилофонную конфигурацию детектора, квантовый шум которого может быть гибко видоизменен для поиска сигнала от того или иного предполагаемого источника гравитационных волн. Видное место в диссертации занимает четвертая глава, в которой автором подробно анализируется возможность применения интерферометра Саньяка в качестве детектора гравитационных волн.

Из литературы известно, что схема Саньяка из-за большей чувствительности к скорости пробных тел, нежели чем к их смещению, обладает существенно более слабым шумом обратного флуктуационного влияния по сравнению с традиционным детектором Майкельсона. На основе реалистической модели расчета квантовых шумов, свободной от ряда стандартных приближений, нарушающихся при значительной длине плеч интер ферометров, автором были получены два новых примечательных результата. Во-первых, оказалось, что в схемах с фазовой фильтрацией инжектируемых сжатых квантовых состояний детектору Саньяка необходим весьма широкополосный фильтрующий резонатор.

Исходя из этого, автор показал, что требование к величине оптических потерь резонатора, приходящихся на единицу его длины, снижается в сравнении с интерферометром Майкельсона примерно в 10 раз, Второй результат состоит в том, что, как оказалось, единственный детектор Саньяка способен по широкополосной чувствительности достигать характеристик полноценной ксилофо иной конфигурации, составленной двумя независимыми детекторами Майкельсона (проект Еииге1п Те1езсоре). Хочу отметить, что результаты четвертой главы представляются новым и весомым аргументом в пользу рассмотрения интерферометра Саньяка как гравитационно-волнового детектора будущих поколений. В заключении диссертации сформулированы основные выводы работы, а в приложения вынесены детали аналитических расчетов и таблицы с некоторыми результатами.

Полученные в диссертации результаты, несомненно, являются новыми. Также следует пдмр~ую * юучную бм~~юию~~~ щеток~~~, о р бу применением корректного математического описания изучаемых процессов и использованием надежных вычислительных процедур. Кроме того, результаты диссертации хорошо согласуются с данными других независимых исследований.

Работа представляет очевидную п актичес значимость для научных коллективов, занимающихся проблемой обнаружения гравитационных волн, а также для иных исследований, связанных с квантовыми оптомеханическими системами. Вместе с тем, по содержанию работы можно сделать ряд замечаний: 1. Анализируя режим анти симметричных накачек в третьей главе, автор ограничивается сравнительно простым учетом оптических потерь, приводя их к эквивалентной квантовой эффективности фотодетектора, тогда как в остальных главах каждый источник шума потерь рассматривается отдельно. Более точный учет оптических потерь мог бы показать, какие именно каналы потерь в наибольшей степени разрушают квантовые корреляции, играющие определяющую роль в рассматриваемой схеме детектора.

2. В работе показано, что оптимальная настройка двухлучевой схемы детектора Майкель сона в режиме ярко выраженной отрицательной оптической инерции демонстрирует заметное ухудшение чувствительности в области средних частот. Возможно, дополнительные корреляционные методы ослабления квантового шума могли бы улучшить эту картину, однако автор ограничивается рассмотрением двухлучевого детектора без инжекции сжатых состояний или частотно-зависимого вариационного измерения. 3.

Указанные в диссертации авторы ссылки (10] недавно опубликовали новые свои результаты. Желательно учесть эти результаты в дальнейших работах. 4. На стр. 113 диссертации неудачная формулировка п.5. Вместо формулировки "допустимая величина удельных потерь (на единицу длины) может быть увеличена в 10 раз" можно было бы использовать "требование к величине оптических потерь резонатора, приходящихся на единицу его длины, снижается в сравнении с интерферометром Майкельсона в 10 раз". Однако высказанные выше замечания не влияют на общую положительную оценку диссертационной работы и не снижают ее научной значимости.

Диссертация Н. В. Ворончева «Многопараметрическая оптимизация лазерных интерферометрических детекторов гравитационных волн» представляет собой законченную научную работу, все основные результаты которой опубликованы в четырех статьях в рецензируемых (в то числе, высокорейтинговых) научных журналах из перечня ВАК РФ. Кроме того, по теме диссертации опубликованы два электронных документа. Результаты работы были своевременно апробированы на отечественных и международных (США, Польша, Италия) совещаниях и конференциях.

Автореферат диссертации в должной мере отражает ее содержание. Таким образом, считаю, что Н. В. Ворончев несомненно является высококвалифицированным специалистом в области физики квантовых измерений, а его диссертация в полной мере соответств ет всем ебованиям ВАК при Министерстве образования и науки РФ, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени .

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.

Список файлов диссертации