2017 Fiscal Year Annual Research Report
大型低温重力波望遠鏡KAGRAにおける地面振動雑音の評価
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17J03639
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤井 善範 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 重力波 / 大型重力波望遠鏡KAGRA / 低周波防振 / 重力波検出器による早期方向特定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度は主に、感度の異なる複数台の重力波望遠鏡を用いた波源の早期方向特定精度に関するシミュレーションを行った。これは、地面振動雑音を含めた雑音の評価結果を、その後の検出器の感度や安定性の向上、また電磁波によるフォローアップ観測に向けた波源天体の方向特定精度の改善に、どれだけ活かすことができるかを知るためである。KAGRA のコミッショニング時における地面振動雑音の低減度合の目安を得ることや、コミッショニング進行中の感度の低い検出器をどの感度から観測ネットワークに加えることができるかを知ることが、その具体的な目的である。このシミュレーション結果から、感度の良い検出器の20%程度の感度を、感度の低い検出器に持たせることができれば、感度の低い検出器のスレッショルドをおよそ3.5 程度まで下げることができ、それらの重力波検出器による観測ネットワークによる早期方向特定の精度を効率的に向上させることができると求められた。ただし本シミュレーションでは現在、現実的ではない部分があることが分かっており、より定量的な議論のためシミュレーションの一部手順の改善に努めている。
またKAGRA サイトでは、干渉計を構成する一つの鏡を懸架したサスペンションのキャラクタライゼイションを行った。これはパワーリサイクリング共振器を構成する鏡のひとつであり、レーザー光を3 km 先の鏡に届ける重要な役割をするものである。振り子であるサスペンションの機械的なQ 値の測定などから、大きな外乱により鏡が揺れてしまった際にも、数分内に干渉計として動作させ直すことができることを確認した。また現状のシミュレーションツールの精度の検証のためにこれらのデータを使う予定である。この他、サスペンションの組立てに必要な、玉かけや、クレーン運転に関する資格を取得し、今後の工程の準備に時間を充てた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度は、当初計画していたことに加えてKAGRAが干渉計として動作した後の観測方法に関する研究および議論を行ったため、当初の予定に比べて多少の圧迫感はあるが、おおむね順調に進行している。この追加した工程は、KAGRA のコミッショニング時における地面振動雑音の低減度合の目安を得ることや、コミッショニング進行中の感度の低い検出器をどの感度から観測ネットワークに加えることができるかを知ることに対して、大きく貢献できることであると考えられるものである。
各鏡を懸架するサスペンションの組立て、インストール状況に関しては、多研究者と分担、協力しながら進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目は、初年度に引き続き、KAGRAサイトにおいてサスペンションのインストールおよび制御ループの作成と実装を行う。具体的には、シグナルリサイクリング共振器を構成する鏡を懸架するサスペンション3 台の組立てと、メインの鏡であるサファイア鏡を懸架するサスペンション2台の組立て、調整及びインストールを2018 年の夏までにその組立てを完了させ、第一段階の制御ループの調整やその最適化を行う予定である。この制御では主にダンピングを行うものであり、大きな外乱などを短時間に鎮めるためのものである。この他の干渉計を動作させる期間における制御および、干渉計動作時の制御に関しては、上記の過程が完了次第取り組む予定である。
また上記事項と並行して、初年度から行っている早期方向特定精度に関するシミュレーションにおける問題を解決し完了させ、論文としてまとめる予定である。
以上、上記のように、KAGRA を干渉計として動作させる準備を進め、かつ、KAGRA がスムースに重力波観測ネットワークに加わる方法や計画をしていくことが、今後の研究の推進方策である。
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