umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Gravitational Wave Interaction in a Vlasov Plasma
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Physics.
2013 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Gravitational waves are predicted by Einstein’s general theory of relativity and

have so far only been indirectly detected. The first direct detection should however

only be a matter of time, with observatories across the world working hard to

detect them. Once gravitational waves are detected they are predicted to be very

useful in the field of astronomy.

In order to be able to successfully interpret measurements from gravitational

waves we need to have knowledge of how the wave is affected by its medium

of propagation. Because of that, the purpose of this thesis is to investigate the

behaviour of gravitational waves in the medium of a magnetised plasma.

Using a kinetic plasma model, Einstein’s field equations and tetrad formalism,

a general solution for a gravitational wave propagating in the medium is derived.

The general solution is then used to find the dispersion relation of the gravitational

wave for two special cases: the case of Alfvén resonance and the case of cyclotron

resonance. The Alfvén case is already studied in the literature and is found to

match the previous results saying it will not affect the wave much. The cyclotron

resonance case is new and was chosen it can magnify the effects of the particles

on the gravitational wave.

The cases are studied with regards to detectability of a medium induced dispersion.

The influence on the gravitational wave propagation is, however, found

to be too small for dispersive effects to be detected in the cases studied

Abstract [sv]

Gravitationsvågor förutses i Einsteins allmänna relativitetsteori och har så här

långt endast blivit indirekt detekterade. Den första direkta detektionen är dock

bara en tidsfråga och observatorier runtom i världen arbetar hårt för att lyckas

med den. Då gravitationsvågor väl är detekterade sägs de ha stor potential inom

astronomi.

För att man ska kunna tolka mätdata från gravitationsvågor behöver man veta

hur vågen beter sig i propagationsmediet. Av den anledningen är syftet med detta

examensarbete att undersöka hur gravitationsvågor beter sig i ett magnetiserat

plasma.

Med hjälp av en modell för kinetisk plasma, Einsteins fältekvationer och tetradformalism

härleds en allmän lösning för en gravitationsvåg som propagerar i en

magnetiserad plasma fram. Lösningen används därefter för att hitta dispersionsrelationen

för gravitationsvågen givet två specialfall: fallet för Alfvénresonans och

fallet för cyklotronresonens. Alfvénfallet är redan studerat i tidigare litteratur och

resultatet man hittar visar sig stämma överens med det tidigare funna resultatet

som säger att det inte har en märkbar påverkan på vågen. Cyklotronresonansfallet

är nytt och valdes eftersom att det kan förstärka de effekter som partiklarna har på

gravitationsvågen.

De båda specialfallen studeras närmare med avseende på detektion av en dispersion

inducerad av mediet. Påverkan på gravitationsvågens propagation sluts

dock till att vara för liten för att den ska bli uppmätt i de undersökta fallen.

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 64 p.
Keyword [en]
gravitational waves, general relativity, plasma, physics, vlasov
National Category
Fusion, Plasma and Space Physics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-72776OAI: oai:DiVA.org:umu-72776DiVA: diva2:627472
Subject / course
Examensarbete i teknisk fysik
Educational program
Master of Science Programme in Engineering Physics
Presentation
2013-04-17, 09:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-06-17 Created: 2013-06-11 Last updated: 2013-06-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

20130611_rapport_Oskar_Janson(392 kB)390 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 392 kBChecksum SHA-512
f323fc0519466f7028add68e2788529d75e65f49d0434073b8dfabdd5647280711f2d0ef45a347fede0ab54bd16ddd781b137a9afb1e28d3f0fce87c1358c431
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Physics
Fusion, Plasma and Space Physics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 390 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 364 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf