Отзыв официального оппонента 3 (1105235)
Текст из файла
ОТЗЫВ официального оппонента на диссертационную работу Копцова Дмитрия Владимировича «Шумы в интерферометрических гравитационно-волновых детекторах, связанные с поглощающим покрытием пробных масс и электрическими зарядами на их поверхности», представленную на соискание ученой степени кандидата физико- математических наук по специальности 01.04.01 — приборы и методы экспериментальной физики, Актуальность работы Первое прямое детектирование гравитационных волн детекторами Абтапсед ЫОО и Адтапсей Мгдо явилось одним из самых значительных открытий в физике за последнее время. За два года наблюдений детекторы международной коллаборации ЫОΠ— %где зарегистрировали пять событий — гравитационные волны от слияния черных дыр и от слияния нейтронных звезд. Достижение детекторами проектного уровня чувствительности является первоочередной задачей, поэтому выбранная диссертантом тема — исследование отдельньгх видов шумов в интерферометрических гравитационно-волновых детекторах, безусловно, является актуальной.
В диссертационной работе Д,В. Копцов исследовал два вида шумов. Первый из них связан с электрическими зарядами, находящимися на диэлектрических пробных массах— зеркалах гравитационно-волнового детектора. В отличие от детекторов первого поколения, все детекторы Айтапсед ЫОО используют электростатический актюатор для позиционирования пробной массы. Под действием электрического поля актюатора электростатические заряды, находящиеся на пробных массах, перераспределяются и, как следствие, изменяется сила, действующая на пробную массу. При дальнейшем увеличении чувствительности детекторов накопление и флуктуации распределения электрических зарядов на поверхности пробной массы могут стать фактором, ограничивающим чувствительность детекторов. Автор разработал и создал экспериментальную установку для исследования флуктуационного воздействия электростатического акпоатора на диэлектрический образец.
Ключевым элементом установки является высокодобротный монолитный крутильный осциллятор, изготовленный полностью из плавленого кварца. Резонансная частота осциллятора составила =63 Гц, добротность 106. Это позволило автору работать в диапазоне частот 15 — 130 Гц, который важен для детектора Айапсед ЫОО. Диссертант уделил большое внимание автоматизации измерений и процесса получения и обработки экспериментальных данных, благодаря чему установка позволяет проводить удаленные измерения и обрабатывать большой объем данных, не требуя для этого специального оборудования. Оценка спектральной плотности флуктуаций момента сил, действующих на пластину-коромысло осциллятора, дана в диапазоне частот около 18 Гц, где наблюдался минимальный сейсмический шум.
Этот диапазон частот находится вблизи нижней границы рабочего диапазона детектора АсЬапсес1 1.100. По результатам исследования, выполненного на лабораторном прототипе, автор получил значение верхней границы спектральной плотности шума относительного смещения пробной массы в гравитационно-волновом детекторе Адчапсед Ы00, обусловленного воздействием актюатора в выбранном диапазоне частот. Полученное значение немногим меньше величины спектральной плотности шума смещения пробной массы, измеренного в детекторе Ас1чапсед ЫОО.
Это означает, что при улучшении чувствительности детекторов необходим тщательный выбор режима работы акгюатора. Второй исследованный в работе источник шума связан с гравитационно-волновыми детекторами третьего поколения — детекторами, которые придут на смену существующим и должны будут обладать еще большей чувствительностью. Пробные массы этих детекторов предполагается изготавливать из кремния и поддерживать их при температуре 123 К, что делает актуальной проблему охлаждения пробных масс.
Автор исследовал механические потери в новом материале — Аск1аг В1ас1г, который обладает высокой излучательной способностью и рассматривается как перспективный материал покрытия боковой поверхности пробной массы криогенного гравитационно-волнового детектора Ы00 Уоуа8ег. Описанная в диссертационной работе методика и результаты расчета теплового шума смещения пробной массы, связанного с нанесением на нее бокового покрытия, в частности из материала Ас1с1аг В1аск, важны для проекта Ы60 Чоуаяег и аналогичных ему и могут быть использованы для оптимизации покрытия и поиска оптимального материала покрытия.
Новизна исследования и полученных результатов Основными полученными диссертантом результатами являются следующие: 1. Создана оригинальная экспериментальная установка и соответствующая методика измерения флуктуаций момента сил, действующих на диэлектрическую пробную массу со стороны электрического поля актюатора. Уровень чувствительности установки оказался достаточным, чтобы использовать результаты этих лабораторных измерений для оценки уровня зарядового шума в детекторе Адчапсед Ы00.
2. Получено значение верхней границы спектральной плотности шума смещения пробной массы детектора Ас1чапсео ЫОО, обусловленного флуктуациями силы взаимодействия пробной массы с электростатическим полем актюатора, рассчитанное на основе проведенных в работе измерений и модели шумового процесса. 3. Выполнены численные расчеты динамики распределения электрических зарядов по поверхности диэлектрического образца в электрическом поле актюатора. Проведенные измерения временного изменения силы, действующей со стороны актюатора, соответствуют этим расчетам.
4. Получено значение тангенса угла механических потерь материала Аск1аг В1асй при температуре 123 К: (3.1~0.3) 10~, основанное на измерениях потерь в дисковых кремниевых резонаторах. Используя этих данные, проведен расчет теплового шума относительного смещения пробной массы детектора ЫОО Ъоуадег, обусловленное нанесением на боковую поверхность пробной массы покрытия из материала Аскгаг В1ас1с,.
Все результаты получены впервые и безусловно представляют ценность для проектов гравитационно-волновых детекторов коллаборации ЫОО. Результаты работы также обладают практической ценностью и вне гравитационно-волновых детекторов, в частности, перераспределение зарядов по поверхности диэлектрика ухудшает работу микроэлектромеханических устройств и полученные автором результаты могут быть использованы в этой области.
Достоверность результатов диссертации В диссертационной работе Д.В. Копцова представлен большой объем экспериментальных исследований, в частности, поведения электрических зарядов на кварцевом коромысле крутильного осциллятора и силы взаимодействия коромысла с электростатическим актюатором. Они неоднократно перепроверялись и сравнивались с расчетами, а также проверялись на соответствие данным других исследователей. Основные результаты работы опубликованы в ведущих российских и зарубежных журналах, индексируемых в %еЬ оГ Бс1епсе. Замечания Вместе с тем, по работе можно сделать следующие замечания: 1. При описании экспериментальной установки не указаны некоторые ее важные характеристики. Например, не указаны собственные частоты антисейсмического фильтра, не приведены длины кварцевых нитей, на которых подвешен крутильный маятник 2.
Не приведены оценки несимметрии сторон крутильной кварцевой пластины осциллятора, наличие которой может приводить к возбуждению крутильной моды линейным сейсмическим ускорением. 3. Оценка спектральной плотности шума, обусловленного воздействием актюатора на пластину кварцевого осциллятора, проведена для одной низкочастотной области, хотя и в других областях исследуемого спектра есть окна с локальными минимумами шума.
Было бы интересно исследовать шумы, связанные с актюатором, и в этих областях спектра. 4. В работе не обсуждается влияние толщины покрытия с высокой степенью черноты на спектральную плотность шума смещения пробной массы, хотя этот параметр, можно варьировать и оптимизировать. Манукин Анатолий Борисович Официальный оппонент доктор физ.-мат. наук, профессор Главный научный сотрудник ФБГУ Институт физики Земли им. О.Ю. Шмитдта Российской академии наук (ИФЗ РАН) Адрес: 123242, г.
Москва, ул. Б.Грузинская, д, 10, стр. 1 тел,: 849925423 50 е-та11: ашапиЫп®уапоех.гп ноября 2017 г. Подпись А. Б. Манукина заверяю: Указанные замечания не затрагивают основных выводов и положений диссертации и не отражаются на общей ценности работы. Диссертация «Шумы в интерферометрических гравитационно-волновых детекторах, связанные с поглощающим покрытием пробных масс и электрическими зарядами на их поверхности» Копцова Дмитрия Владимировича соответствует критериям, установленным положением о присуждении ученых степеней в Московском государственном университете, а ее автор заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.01 — приборы и методы экспериментальной физики.
.
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.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
