게시일: 2021-06-30
저자: 김동훈 & 박찬
저널: The European Physical Journal C
빛은 중력파가 지나갈때 섭동된다. 이 사실은 중력파 시공간에서의 맥스웰 방정식의 해를 구함으로서 보여진다. 우리는 중력파와 전자기파가 임의의 방향으로 진행하는 일반적인 상황에 대해 섭동을 계산한다. 중력파에 대한 빛의 섭동은 결국 빛의 진행시간의 지연으로 나타나고 이것은 맥스웰 방정식을 직접 푸는 방법과 null 측지선을 이용한 방법이 동일함을 보여준다. 이러한 원리의 응용 사례로서 펄사 타이밍 배열을 통한 중력파 관측에 대해 논하고, 관측 좌표계를 중심으로 전자기파 펄스의 입사 방향에 따른 관측기 반응을 보여준다.
영문초록
Light undergoes perturbation as gravitational waves pass by. This is shown by solving Maxwell’s equations in a spacetime with gravitational waves; a solution exhibits a perturbation due to gravitational waves. We determine the perturbation for a general case of both light and gravitational waves propagating in arbitrary directions. It is also shown that a perturbation of light due to gravitational waves leads to a delay of the photon transit time, which implies an equivalence between the perturbation analysis of Maxwell’s equations and the null geodesic analysis for photon propagation. We present an example of application of this principle with regard to the detection of gravitational waves via a pulsar timing array, wherein our perturbation analysis for the general case is employed to show how the detector response varies with the incident angle of a light pulse with respect to the detector.
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