Quantum noise reduction in laser interferometric gravitational wave detectors
| Project/Area Number |
17J00973
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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| Research Fellow |
榎本 雄太郎 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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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 重力波検出器 / 量子測定 / レーザー干渉計 / レーザ干渉計 / レーザー / 干渉計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目標は、量子輻射圧雑音の低減技術を実際の大型重力波検出器に導入し、重力波に対する感度向上に役立てることである。これは、量子測定の手法を巨視系である大型重力波検出器に適用することで実際の天文学的成果に貢献するという意義のある研究である。2019年度はとくに、大型重力波検出器に適用するという点の研究を重点的に行った。
具体的には、次のようなことを行った。量子輻射圧雑音が感度を制限するような現代の重力波検出器のレーザー干渉計は、複数の光共振器や干渉計が複雑にカップルしているため、カップルした複数の長さ自由度を動作点に制御し続ける必要がある。これらの制御信号は動作点のまわりの極めて狭い領域でしか意味のある信号でないため、全ての自由度がばらばらに動いている状態から全自由度を動作点へ引き込む手法を確立することは、本研究における非自明かつ重要なステップである。本研究において、このステップ、すなわち大型重力波検出器の干渉計の動作点引き込みを確立した。
さらに具体的に述べれば、大型低温重力波望遠鏡KAGRAの動作点引き込みを、新しいグリーンロックの手法で達成・確立し、KAGRAをPRFPMIと呼ばれる干渉計構成で動作させることに成功した。さらに、本研究で確立した動作点引き込みの手法について得られた特性評価から、さらに量子雑音の低減技術が重要となる次世代の重力波検出器における動作点引き込み法を世界に先駆けて議論し、新規な引き込み法を提案した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Design and experimental demonstration of a laser modulation system for future gravitational-wave detectors2019
Author(s)
Kohei Yamamoto, Keiko Kokeyama, Yuta Michimura, Yutaro Enomoto, Masayuki Nakano, Gui-Guo Ge, Tomoyuki Uehara, Kentaro Somiya, Kiwamu Izumi, Osamu Miyakawa, Takahiro Yamamoto, Takaaki Yokozawa, Yuta Fujikawa, Nobuyuki Fujii and Takaaki Kajita
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Journal Title
Classical and Quantum Gravity
Volume: 36
Pages: 205009-205009
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Construction of KAGRA : an underground gravitational-wave observatory2018
Author(s)
M Ando, Y Aso, R Flaminio, T Kajita, S Kawamura, N Kimura, K Kuroda, F Matsushima, N Mio, O Miyakawa, S Miyoki, Y Moriwaki, M Ohashi, K Somiya, T Suzuki, T Tomaru, T Uchiyama and KAGRA Collaboration, et al.
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Journal Title
Progress of Theoretical Physics and Experiments
Volume: 2018
Pages: 01-18
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mirror actuation design for the interferometer control of the KAGRA gravitational wave telescope2017
Author(s)
Yuta Michimura, Tomofumi Shimoda, Takahiro Miyamoto, Ayaka Shoda, Koki Okutomi, Yoshinori Fujii, Yoichi Aso, Masaki Ando, Raffaele Flaminio, Takaaki Kajita, Seiji Kawamura, Kentaro Somiya, Takayuki Tomaru, Takashi Uchiyama
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Journal Title
Classical and Quantum Gravity
Volume: 34
Pages: 225-001
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] 大型低温重力波望遠鏡KAGRAの初期観測へむけた主干渉計制御2018
Author(s)
榎本雄太郎, 道村唯太, 麻生洋一, 宗宮健太郎, 宮川治, 苔山圭以子, 廣瀬 榮一, 井上優貴, 阿久津智忠, 小森健太郎, 有冨尚紀, 下田智文, 長野晃士, 新井宏二, 和泉究, 山本博章
Organizer
日本物理学会第73回年次大会
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