ＫＡＧＲＡにおける低周波数領域のキャリブレーション手法の開発と実装

• Project/Area Number: 18J00682
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan (2019-2020); High Energy Accelerator Research Organization (2018)
• Principal Investigator: 小坂井 千紘 国立天文台, 重力波プロジェクト, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 重力波 / ノイズ解析 / ノイズ / キャリブレーション

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、4月にKAGRAの重力波観測が２週間実施された。ドイツにあるGEO600という重力波観測実験が同時期に観測を行なっていたため、KAGRAとGEO600 のデータを用いた重力波の探索が進行中である。この解析で、私は検出器の動作状態が正常であったかどうかを判断するための解析を担当している。
解析の一つは、データ解析に使うことのできる時刻を特定し、セグメントファイルとしてコラボレーションに提供したことである。重力波干渉計は、複数のレーザー共振機が全て共振状態にないと十分な感度のデータを取ることができないので、共振状態を維持していることがまず条件として挙げられる。また、データの読み出しでエラーになっている時刻があることが判明したので、それらは取り除いた。今回の観測中にはFermi 望遠鏡によるガンマ線バーストのアラートが出ており、KAGRA はその時刻は元々メンテナンス中となっていたが、実際の状況やデータを確認し、データ解析に利用することができることを示した。そして、オンラインで作成していたデータの一部にバグがあることを見つけ、オフラインで修正した。
また、ハードウェア由来の突発的なノイズを特定する解析を行なった。重力波干渉計は非常に感度が高いため、重力波以外の外乱を信号として拾ってしまうことがある。KAGRAではこれらのノイズ源を特定できるように、干渉計の要所要所に地震計・加速度計・磁束計・マイクなどの環境モニターを設置してデータを取得したり、鏡の揺れを観測するセンサーや入射レーザーのモニターなどのデータを取得したりしている。 hveto を用いて、各チャンネルと有意に相関のあるトリガーをveto している。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Overview of KAGRA: Calibration, detector characterization, physical environmental monitors, and the geophysics interferometer (2021)
  • Author(s): A. Akutsu, H. Shinkai, KAGRA collaboration
  • Journal Title: Progress of Theoretical Experimental Physics Volume: ptab018 Issue: 5 Pages: 1-33
  • DOI: 10.1093/ptep/ptab018
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 重力波観測実験KAGRAにおける突発的雑音解析 (2021)
  • Author(s): 小坂井千紘
  • Organizer: 第7回超新星ニュートリノ研究会
• [Presentation] KAGRA detchar status of O3GK analysis (2021)
  • Author(s): Chihiro Kozakai
  • Organizer: LVK meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] KAGRA detchar status for O3GK (2020)
  • Author(s): Chihiro Kozakai
  • Organizer: LVK meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Glitch noise study of gravitational wave interferometer in KAGRA (2020)
  • Author(s): Chihiro Kozakai
  • Organizer: KMI school
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 重力波干渉計KAGRAの突発的なノイズの解析 (2020)
  • Author(s): 小坂井 千紘、KAGRA collaboration
  • Organizer: 第39回天文学に関する技術シンポジウム
• [Presentation] KAGRA の観測データを用いた重力波干渉計の突発的ノイズの評価 (2020)
  • Author(s): 小坂井 千紘、KAGRA collaboration
  • Organizer: 日本物理学会春季大会
• [Presentation] Development of the new Detchar tol GlitchPlot (2019)
  • Author(s): Chihiro Kozakai on behalf of the KAGRA collaboration
  • Organizer: GWPAW
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] KAGRA における重力波干渉計ノイズの評価 (2019)
  • Author(s): 小坂井 千紘
  • Organizer: 日本物理学会秋季大会
• [Presentation] KAGRA における光輻射圧キャリブレータの開発 (2018)
  • Author(s): 小坂井千紘
  • Organizer: 日本物理学会秋季大会
• [Presentation] Interferometer calibration method in KAGRA (2018)
  • Author(s): 小坂井千紘
  • Organizer: Frontier of Gravitational Wave Obsrvation
  • Int'l Joint Research / Invited