2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K13542
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
道村 唯太 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (80747006)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光学浮上 / 光輻射圧 / 光共振器 / レーザー / 量子力学 / 巨視的量子力学 / エンタングルメント / 量子非破壊計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では1 mgというPlanck質量(22 ug)を大きく上回る質量を持つ2つの巨視的な鏡の間で量子エンタングルメントを世界で初めて実現することを目的としている。そのために、鏡を光の圧力のみを用いて支持する、光学浮上という新提案の技術を用いる。これまでに我々は、2つの光共振器ではさむことにより鏡を安定浮上させることが原理的に可能であることを発見したが、実験的実証は未だなされていない。
2016年度はダミー鏡を一端に取り付けたねじれ振り子を用いた安定性の原理検証実験を進めた。原理検証のためのねじれ振り子の設計製作や、ねじれ振り子を固定した状態での2つの光共振器の同時制御には昨年度に完了している。しかし、ねじれ振り子を固定しない状態ではねじれ振り子の揺れが大きく、揺れを抑えるための制御が必要である。この制御系の設計と導入を行った。その結果、制御後の揺れが要求値を満たす制御に成功した。
また、量子エンタングルメント実現のためには標準量子限界に到達することが必須であるが、到達するための光共振器の詳細設計を進めた。特に鏡のコーティング熱雑音や角度方向のダンピングについて、これまで以上に詳細な設計を行い、現実的なパラメータで到達可能であることを示した。この結果は論文にまとめ、現在投稿中である(arXiv:1612.07127)。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2016年度は実際の浮上鏡を用いて、光学浮上の実現を行うのが当初の目標であった。しかし、現在はねじれ振り子を用いた安定性の原理検証の段階である。一方で、雑音計算を詳細に進めることにより、より現実的なパラメータでの標準量子限界到達が可能であることがわかり、到達の実現性を高めることができたと言える。
以上をふまえ総合的に評価すると、「やや遅れている」と考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2017年度はねじれ振り子を用いた安定性の原理検証実験を完了させ、実際の浮上鏡を用いた光学浮上の実現を目指す。新たに学生がもう1人この実験に参加することになったため、これまで以上に研究を推進することができる。また、光学浮上の実現を目指している海外グループと情報交換をすることで、研究推進を行っていく。
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| Causes of Carryover |
ねじれ振り子を用いた原理検証実験が当初の予定より長引いており、原理検証後に購入予定だった光学部品の一部を購入することができなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
原理検証ができ、光学部品の仕様が確定した上で発注を行う。
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[Presentation] 重力波望遠鏡KAGRAの低温動作に向けた主干渉計開発2017
Author(s)
道村唯太, 麻生洋一, 宗宮健太郎, 宮川治, 苔山圭以子, 廣瀬榮一, 阿久津智忠, 榎本雄太郎, 小森健太郎, 有冨尚紀, 下田智文, 新井宏二, 山本博章
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学（大阪府豊中市）
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-17
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