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重力波検出器KAGRAの感度向上のための周波数依存スクイージング技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18F18024
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関国立天文台

研究代表者

Flaminio Raffaele (フラミニオ ラファエレ)  国立天文台, 重力波プロジェクト, 特別客員研究員 (10723108)

研究分担者 CAPOCASA ELEONORA  国立天文台, 重力波プロジェクト, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-10-12 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2019年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードgravitational waves / squeezing / cavity locking / wavefront sensor / Gravitational waves / Squeezing
研究実績の概要

This fiscal year we published a paper on Physical Review Letters on the first demonstration of frequency-dependent squeezed vacuum source for broadband quantum noise reduction in advanced gravitational-wave detectors. This result was highlighted in the magazines of APS and of OSA. All the main gravitational wave detectors in the world have now adopted this technology.
After this milestone was achieved, we improved the reliability of the experimental apparatus. In particular, we implemented a wave front sensing system in order to automatically align the filter cavity to the green beam. In addition, we prepared the implementation of a new OPO and a new Faraday isolator in order to reduce the optical losses of the experiment.
Finally, we developed a new control system for the locking of the filter cavity. This new system is based on the use of the sidebands used for the coherent control to lock the filter cavity at its operating point. First, we published a paper on Phys Rev D describing the method. Then we implemented the method and successfully we locked the filter cavity using it. This method allow locking the cavity using the coherent control sidebands i.e. a beam perfectly superposed to the squeezed vacuum beam. This was never done before.

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] CNRS/LAPP/CNRS/APC(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] AEI Hannover(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Nikhef(オランダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS/APC/CNRS/LAPP(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] NIKHEF(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] National Tsing Hua University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS/APC/CNRS/LAPP(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Nikhef(オランダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National Tsing Hua University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Frequency-Dependent Squeezed Vacuum Source for Broadband Quantum Noise Reduction in Advanced Gravitational-Wave Detectors2020

    • 著者名/発表者名
      Zhao Y.、Aritomi N.、Capocasa E.、Leonardi M.、Eisenmann M.、Guo Y.、Polini E.、Tomura A.、Arai K.、Aso Y.、Huang Y.-C.、Lee R.-K.、Lueck H.、Miyakawa O.、Prat P.、Shoda A.、Tacca M.、Takahashi R.、Vahlbruch H.、Vardaro M.、Wu C.-M.、Barsuglia M.、Flaminio R.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 124 号: 17 ページ: 171101-171101

    • DOI

      10.1103/physrevlett.124.171101

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Prospects for improving the sensitivity of the cryogenic gravitational wave detector KAGRA2020

    • 著者名/発表者名
      Michimura Yuta et al
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.022008

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Control of a filter cavity with coherent control sidebands2020

    • 著者名/発表者名
      Aritomi Naoki、Leonardi Matteo、Capocasa Eleonora、Zhao Yuhang、Flaminio Raffaele
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 4 ページ: 042003-042003

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.042003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] First cryogenic test operation of underground km-scale gravitational-wave observatory KAGRA2019

    • 著者名/発表者名
      Akutsu T, et al. (KAGRA Collaboration)
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 36 号: 16 ページ: 165008-165008

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab28a9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Vibration isolation system with a compact damping system for power recycling mirrors of KAGRA2019

    • 著者名/発表者名
      KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 36 号: 9 ページ: 95015-95015

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab0fcb

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] KAGRA: 2.5 generation interferometric gravitational wave detector2019

    • 著者名/発表者名
      KAGRA collaboration
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 3 号: 1 ページ: 35-40

    • DOI

      10.1038/s41550-018-0658-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] GW170817: Measurements of Neutron Star Radii and Equation of State2018

    • 著者名/発表者名
      Abbott B. P., et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 121 号: 16 ページ: 161101-161101

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.161101

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Filter cavity locking with CCSB at TAMA2021

    • 著者名/発表者名
      Eleonora Capocasa
    • 学会等名
      Virgo week
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of a frequency dependent squeezed vacuum source for broadband quantum noise reduction in advanced gravitational-wave detectors2020

    • 著者名/発表者名
      Yuhang Zhao et al.
    • 学会等名
      KAGRA F2F meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Frequency Dependent Squeezing with 300 m filter cavity in TAMA2020

    • 著者名/発表者名
      NAoki Aritomi et al.
    • 学会等名
      KAGRA F2F meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Frequency dependent squeezing experiment at NAOJ: status and future2020

    • 著者名/発表者名
      Matteo Leonardi
    • 学会等名
      KAGRA International Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Enhancing the sensitivity of gravitational wave detectors using squeezed vacuum states of light2019

    • 著者名/発表者名
      Eleonora Capocasa
    • 学会等名
      Seminar at LAPP, Annecy, France
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum noise in interferometric gravitational wave detectors2019

    • 著者名/発表者名
      Eleonora Capocasa
    • 学会等名
      Seminar at the Wuhan University, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Status of the frequency dependent squeezing experiment at TAMA2019

    • 著者名/発表者名
      Eleonora Capocasa
    • 学会等名
      GWDAW 2019, Isola d'Elba, Italy
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The Physics of KAGRA gravitational-wave detector2019

    • 著者名/発表者名
      Eleonora Capocasa
    • 学会等名
      PCCP Lecture Course
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Status of the filter cavity experiment at TAMA2019

    • 著者名/発表者名
      Eleonora Capocasa
    • 学会等名
      5th KAGRA international workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-10-15   更新日: 2024-03-26  

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