2021 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive search for anisotropy in the speed of light using an optical ring cavity
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18H01224
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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) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ローレンツ不変性 / 異方性 / 光共振器 / 標準理論 / 相対性理論 / 干渉計 / レーザー / 対称性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では非対称光リング共振器を用いて、右回りと右回りの共振周波数の差を測定することで世界最高精度での光速の異方性探査を行う。光速の異方性探査は、光子のローレンツ不変性の破れ探査に相当する。ローレンツ不変性は全ての物理学の基礎となっているが、統一理論に向けた理論的研究や宇宙観測から破れの可能性が示唆されている。
我々はこれまで、試作機を用いて光速の行き帰りの差に対して、世界最高精度となる6×10^{-15}の上限値を得ている。測定には装置を回転させる必要があるが、これまでの精度は装置の回転に伴う雑音に制限されており、精度向上のためには振動感度が低い光学系の開発と振動の少ない回転台の開発が必要である。
本研究ではこれまでに装置の改良を重ね、試作機に比べて2桁近い雑音低減に成功した。一方で、回転に同期した雑音が確認されたため、その雑音ピークの低減を進めてきた。2021年度はこうした雑音ピークの低減のためのモノリシック光学系の開発を進めた。また、真空槽の開発、特に真空フィードスルーの改良を進めた。これは光ファイバによるレーザー光の導入に用いている真空フィードスルーにおいて、回転台の傾き等に起因する偏光回転による雑音混入が疑われたためである。また、信号線のための真空フィードスルーもより強固なものに交換し、回転に伴う雑音が混入低減を図った。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Reduction of quantum noise using the quantum locking with an optical spring for gravitational wave detectors2021
Author(s)
Rika Yamada, Yutaro Enomoto, Izumi Watanabe, Koji Nagano, Yuta Michimura, Atsushi Nishizawa, Kentaro Komori, Takeo Naito, Taigen Morimoto, Shoki Iwaguchi, Tomohiro Ishikawa, Masaki Ando, Akira Furusawa, Seiji Kawamura
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Journal Title
Physics Letters A
Volume: 402
Pages: 127365
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] First observation and analysis of DANCE: Dark matter Axion search with riNg Cavity Experiment2021
Author(s)
Yuka Oshima, Hiroki Fujimoto, Masaki Ando, Tomohiro Fujita, Jun窶凉a Kume, Yuta Michimura, Soichiro Morisaki, Koji Nagano, Hiromasa Nakatsuka, Atsushi Nishizawa, Ippei Obata, Taihei Watanabe
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 2156
Pages: 012042
DOI
Peer Reviewed
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