変位雑音相殺干渉計技術の展開による超標準量子限界干渉計の実現

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25247042
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Hosei University
• Principal Investigator: 佐藤 修一 法政大学, 理工学部, 教授 (30425409)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 竜太郎 国立天文台, 光赤外研究部, 助教 (60270451)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 重力波

Research Abstract

従来と全く異なるアプローチである変位雑音相殺技術をさらに展開することによって，レーザー干渉計による位置測定の量子力学的限界である標準量子限界を越える方法を提案し，実験によって超標準量子限界となるレーザー干渉計を実現することを目的とする．早晩レーザー干渉を用いた重力波アンテナはこの標準量子限界で制限される感度に迫ると予想されることから，この量子雑音限界を破ることは干渉計の低周波での感度限界を取り除くことでもある．その結果，標準量子限界という感度の壁を実験を以って破ることはきわめて重要である．本研究では，雑音のキャンセルという独創的な手法を用いることによってコンパクトな超高感度「位相」センサーとなる干渉計を構築する．フルスペックの干渉計設備を用いることなく，テーブルトップサイズの小型干渉計でありながら世界有数の位相感度を目指す．
変位雑音相殺干渉計を用いたこれまでの研究によると，標準量子限界を超える感度レベルに到達するためには，「ハイパワーのレーザーを用いる(実施済)」こと，「徹底された防振系を用いる」こと，および「軽量の鏡(試験質量)を用いる」ことの３つの技術要素を高いレベルで実現することがポイントである．本研究では後者2点について整備を行うことによって外部擾乱を抑え，SQLの感度領域にアクセスする．
これをふまえ，今年度は高感度地震計（センサ）と受動防振装置（支持機構）を組み合わせた能動防振系の開発に着手した．ヘキサポッド等の固定支持機構を用いる場合に比較して防振効果も得られることがポイントである．併せて軽量鏡を実装するための捻れ振り子の開発を進めた．構造による非対称性を小さく抑えることで並進と回転の結合を極小化することが重要である．

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究計画に沿って能動防振系および捻れ振り子の開発に着手しており，概ね順調に推移していると評価される．

Strategy for Future Research Activity

今年度に引き続き，能動防振系および捻れ振り子の開発を進める．