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2018 Fiscal Year Research-status Report

巨視的物体の量子理論に対するワイヤ振動を利用した検証実験

Research Project

Project/Area Number 18K18729
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

安東 正樹  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90313197)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords巨視的量子力学 / CSL理論 / 熱雑音
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、拡張量子力学理論の1つとして有望視されているCSL模型に対して、実験的な検証を行うことを目的としている。量子力学は、原子・分子といった微視的な物理の記述に対し成功を収めてきている。一方、我々の目で見えるような巨視的な物体においても量子力学が適用可能であるかは必ずしも自明ではない。本研究では、ワイヤのバイオリンモード振動を精密に計測し、熱変動からのずれを見ることでCSLモデルに起因するエネルギー散逸を探査する、という研究である。
2018年度までに、その測定原理や測定セットアップの検討・製作を進め、常温下での予備的な測定を行った。その結果、装置全体の動作とワイヤ振動の測定を達成した。その一方で、得られたデータを解析した結果、測定された変動は熱雑音レベルには到達しておらず、地面振動の影響を受けていることが示唆された。これらの結果は、防振装置の要求値設定と、設計に生かされることになる。それを含めて、今年度までの研究で得た知見は、今後の本格的な測定セットアップの設計と製作に生かされることになるまた、それと並行して、2018年度には、より高い信号-雑音比を達成するために、低温下での測定を実現するための準備を進めた。4k程度にまで冷却できる小型の真空クライオスタットの設計検討、およびその装置の製作を進めた。その結果、内部シールドと冷凍機を除く、真空装置・外部シールド装置などを組み合わせたセットアップの性格を完了させた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画に従って、ワイヤの振動を測定する装置を設計・製作し、最初の測定を進めた。その結果は、次のステップで製作する本格的な装置の設計に生かされることになる。

Strategy for Future Research Activity

これまでに得られた知見をもとに、本格的な測定装置の設計と製作、測定実験を進める。そこで得られたデータを解析することで、CSL理論に対する上限値を与えることを目指す。また、より高い信号-雑音比での測定を目指し、低温下で測定を行うための準備を進める。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] KAGRA: 2.5 Generation Interferometric Gravitational Wave Detector2019

    • Author(s)
      KAGRA collaboration
    • Journal Title

      Nature Astronomy

      Volume: 3 Pages: 35

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41550-018-0658-y

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Vibration isolation system with a compact damping system for power recycling mirrors of KAGRA2019

    • Author(s)
      KAGRA Collaboration
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 36 Pages: 95015

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1361-6382/ab0fcb

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Seismic cross-coupling noise in torsion pendulums2018

    • Author(s)
      T. Shimoda, Naoki Aritomi, Ayaka Shoda, Yuta Michimura and Masaki Ando
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 97 Pages: 104003

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.104003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prospects for Observing and Localizing Gravitational-Wave Transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA2018

    • Author(s)
      KAGRA Collaboration, LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration
    • Journal Title

      Living Reviews in Relativity

      Volume: 21 Pages: 3

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s41114-018-0012-9

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Direct approach for the fluctuation-dissipation theorem under nonequilibrium steady-state conditions2018

    • Author(s)
      Kentaro Komori, Yutaro Enomoto, Hiroki Takeda, Yuta Michimura, Kentaro Somiya, Masaki Ando, Stefan W. Ballmer
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 97 Pages: 102001

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.102001

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Particle swarm optimization of the sensitivity of a cryogenic gravitational wave detector2018

    • Author(s)
      Yuta Michimura, Kentaro Komori, Atsushi Nishizawa, Hiroki Takeda, Koji Nagano, Yutaro Enomoto, Kazuhiro Hayama, Kentaro Somiya, Masaki Ando
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 97 Pages: 122003

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.122003

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Polarization test of gravitational waves from compact binary coalescences2018

    • Author(s)
      Hiroki Takeda, Atsushi Nishizawa, Yuta Michimura, Koji Nagano, Kentaro Komori, Masaki Ando, Kazuhiro Hayama
    • Journal Title

      Phys. Rev. D

      Volume: 98 Pages: 22008

    • DOI

      https://doi.org/10.1103/PhysRevD.98.022008

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Recent results of gravitational wave2018

    • Author(s)
      Masaki Ando
    • Organizer
      Higgs Couplings 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] DECIGO : Gravitational-Wave Observation from Space2018

    • Author(s)
      Masaki Ando
    • Organizer
      The 15th MG Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] TOBA: Torsion-Bar Gravitational-Wave Antenna2018

    • Author(s)
      Masaki Ando
    • Organizer
      The 15th MG Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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