Интерферометр Саньяка как гравитационно-волновой детектор третьего поколения

Планируется, что следующее поколение лазерных интерферометрических гравитационно-волновых детекторов в широкой полосе частот превзойдет по амплитудной чувствительности детекторы второго поколения почти в 10 раз. Поскольку чувствительность будет ограничена квантовым шумом почти на всех частотах выше ∼10 Гц, крайне актуальной оказывается разработка новых схем детекторов, способных обеспечить требуемый пониженный уровень квантовых флуктуаций. Измеритель скорости на базе интерферометра Саньяка, исследуемый в настоящей работе, является одной из таких схем и, возможно, наиболее перспективной из всех. Мы приводим здесь полный сравнительный анализ квантового шума интерферометров Саньяка и Майкельсона с рециркуляцией сигнала и с частотно-зависимым сжатием входящего квантового состояния света и демонстрируем существенное преимущество первого, как в плане чувствительности, так и с точки зрения большей простоты экспериментального воплощения. В частности, мы показываем, что схема Саньяка по уровню квантовых шумов способна превзойти даже ксилофонную конфигурацию двух детекторов Майкельсона, а также является менее требовательной к величине оптических потерь в фильтрующем резонаторе при использовании частотно-зависимого сжатия.