Exploring the hidden universe with enhanced broadband detection of neutron star gravitational waves
| Project/Area Number |
20F20713
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
麻生 洋一 国立天文台, 重力波プロジェクト, 准教授 (10568174)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PAGE MICHAEL 国立天文台, 重力波プロジェクト, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 重力波 / 量子雑音 / Gravitational Wave / Squeezing |
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| Outline of Research at the Start |
重力波検出器の発展によって、重力波現象の検出が頻繁に行われるようになってきた。重力波天文学は、我々の宇宙に対する理解を更新し続けている。今後重力波天文学をさらに発展させるためには、検出器の高感度化が必須である。
本研究では、干渉計型重力波検出器の感度を制限する量子雑音の低減に関する技術開発を行う。特に、小型で低損失の光力学結合系を用いて、干渉計の重力波に対する応答を向上させ、量子雑音を広帯域で低減する手法を開発し、テーブルトップ実験で有効性を確認する。本研究の成果を大型検出器に適用することで、中性子星連星からの重力波に対する感度を向上させることができる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
国立天文台において、Page氏は主に、重力波検出器における量子雑音低減技術に関する研究を行った。特に、フィルター共振器を用いた周波数依存性スクイーズド真空場の生成実験と、そのKAGRAへの応用に関する研究で多くの貢献を行った。
国立天文台TAMA300のフィルター共振器チームは、数名の研究者で構成されている。Page氏滞在中の主な成果は、フィルター共振器長の安定制御に関するものであり、これによってスクイージング角度の安定度が増し、検出器感度の向上が見込める。具体的には、GreenとIRの二色のレーザーを用いる手法と、Coherent Control Sidebandを用いた方法の2つを実装し、どちらも従来の手法よりもスクイージング角度の揺らぎを低減することに成功した。チームにおけるPage氏の役割は、実際の実験装置の改良、調整、および測定であり、上記の成果を出すために大きな貢献をした。また、Page氏は現状のスクイージングレベルを制限している要因の一つである、Optical Parametric Oscillator(OPO)の光学損失改善にも取り組み、新しいOPOの組み立てと調整を行った。
さらに、TAMA300で開発したフィルター共振器の技術をKAGRAに導入するためのプロジェクトにおいても、Page氏は中心的役割を果たしてきた。特に、実際の大型干渉計にフィルター共振器を導入する際に大きな問題となる散乱光雑音の影響をシミュレーションによって計算し、散乱源の振動量に対する詳細な要求値を計算した。これは、KAGRAフィルター共振器用の防振装置などを設計するための基礎情報として活用されている。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
