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重力波天文学時代を目指した高解像度信号による重力波検出確率向上のための研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03670
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関東京大学

研究代表者

宮川 治  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90532680)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード重力波 / 重力波検出実験 / 干渉計 / 精密測定 / フィードバック制御 / 制御 / 重力波天文学 / 微小計測 / リアルタイム制御
研究成果の概要

現在のKAGRAでは信号分解能の制限からくるダイナミックレンジの不足で、例えば非常に大きな重力波を取りこぼしてしまうような可能性がある。これらの問題を解決するために、新たに高分解能の信号出力のための20ビットデジタルアナログコンバーターを入手した。また、それに付随する回路の設計、製作やソフトウェアについても開発、実装を進め、動作することをテストベンチに組み込み確認した。スケジュールの関係上、KAGRA本体の実際のアクチュエータ部分に組み込むことは実現しなかったが、これは引き続きタイミングを見て導入を試みる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重力波検出器のダイナミックレンジを改善することは、観測時の安定率の向上につながる。今回の20ビットデジタルアナログコンバーターの動作確認により、将来のKAGRAの重力波観測の稼働率の向上に貢献できると考えられる。実際に、過去の観測ではデータのクオリティーが悪いため、解析が困難だったケースが確認されている。稼働率の向上は重力波の検出率の向上だけでなく、データのクオリティー自身を上げより信頼のあるデータを取得することを可能とする。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Compact integrated optical sensors and electromagnetic actuators for vibration isolation systems in the gravitational-wave detector KAGRA2020

    • 著者名/発表者名
      Tomotada Akutsu et al.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 91 号: 11 ページ: 115001-115001

    • DOI

      10.1063/5.0022242

    • 関連する報告書
      2020 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] An arm length stabilization system for KAGRA and future gravitational-wave detectors2020

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

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 37 号: 3 ページ: 035004-035004

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab5c95

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] KAGRAの制御とデータ取得システム2020

    • 著者名/発表者名
      宮川治, 山本尚弘, 押野翔一, KAGRA collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] KAGRAの制御とデータ取得システム2020

    • 著者名/発表者名
      宮川 治
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] KAGRA 大型低温重力波望遠鏡

    • URL

      https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] KAGRA wiki

    • URL

      http://gwwiki.icrr.u-tokyo.ac.jp/JGWwiki/KAGRA

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] KAGRA Digital System Subgroup

    • URL

      http://gwwiki.icrr.u-tokyo.ac.jp/JGWwiki/KAGRA/Subgroups/DGS

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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