次世代重力波望遠鏡のための光学機械相互作用を用いた標準量子限界超越測定技術の開発

• Project/Area Number: 23K25896
• Project/Area Number (Other): 23H01200 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Waseda University (2024); Tokyo Institute of Technology (2023)
• Principal Investigator: 原田 健一 早稲田大学, グリーン・コンピューティング・システム研究機構, 主任研究員 (00515447)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000); Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2024: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2023: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
• Keywords: 光学機械相互作用 / 量子エレクトロニクス / 重力波望遠鏡 / 重力波 / 非線形光学効果

Outline of Research at the Start

重力波望遠鏡などの微小変位測定において、高周波数帯域の感度の検出限界は散射雑音と輻射圧雑音に起因する標準量子限界(SQL)によって制限されている。
本研究では、懸架鏡で構成されたマイケルソン干渉計と信号リサイクリング共振器の複合干渉計に非線形光学結晶を設置し、外部からポンプ光を入力することによる光パラメトリック増幅によって光ばね効果を増強する。この効果により干渉計のダイナミクスが変更され、光ばねの共振周波数付近でSQLを超える感度を実現することが可能となる。