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 / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:umu-72776 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Janson, Oskar |
| Publisher | Umeå universitet, Institutionen för fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0021 seconds