2022 Fiscal Year Annual Research Report

Improvement of duty cycle of KAGRA for the next generation gravitational wave astronomy

Research Project

Project/Area Number	20H00152
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	梶田隆章東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (40185773)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山本尚弘東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (00796237) 宮川治東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90532680)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	重力波 / 重力波天文学 / 重力波検出 / 精密測定 / 制御 / 干渉計
Outline of Annual Research Achievements	今年度新型のデータ入出力モジュールを8台完成させ、テスト動作確認をしたことが大きな成果である。その一方、制御ノイズを改善するための20ビットデジタルアナログコンバーターはテスト稼働にとどまり、信号入出力インターフェースボックスと合わせてKAGRA本体に導入することはできなかった。 KAGRAの感度がまだ出力信号ノイズで制限されていないため、プロジェクトとして積極的に現システムを置き換えて新システムを稼働させる理由が見つからないというのが大きいが、もう一つの要因として当初2022年6月に開始するはずだった、海外重力波検出プロジェクトLIGO、Virgoとの国際共同観測が、2023年5月末の開始へと延期されたことがある。そもそも本研究は、KAGRAが重力波を初検出した後に、統計的に有意に解析ができるほどの検出回数が実現されることを想定し、データの安定性を向上させるためのものである。しかしながら、KAGRAは現在のところ重力波を検出するに至っていない。その一方、KAGRAへのインストールの代わりに別途運用しているデジタル制御システムのテストベンチに一部システムをインストールして、検証をしている。またKAGRAのサブシステムの開発においては、すでに信号入出力インターフェースボックスを実稼働させて制御などにも応用している。すでに1年近くの稼働実績があり、少なくともある程度の長期間安定性も確保されることが確認できた。 2023年度から始まる国際観測O4では本研究の明らかにはまだ出てこないが、KAGRAの感度は日々向上し続けていて、次期観測のO5では20bit DACによる出力信号ノイズ改善が重要になるととともに、より精度の高い安定したデータ取得を実現できると考ている。
Research Progress Status	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和4年度が最終年度であるため、記入しない。