| 研究課題/領域番号 |
19H00680
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
三代木 伸二 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (20302680)
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| 研究分担者 |
都丸 隆行 国立天文台, 重力波プロジェクト, 教授 (80391712)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2020年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2019年度: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円)
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| キーワード | 重力波 / 低温吸着 / レーザー干渉計 / 刺激脱離 / 昇温脱離 / 低温鏡 / 低温吸着汚染 / 光刺激脱離 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
第三世代重力波望遠鏡計画では、現第二世代重力波望遠鏡の100Hz 前後の最重要観測帯域を制限している熱雑音の低減のため、鏡を低温化させることが既定路線となっている。しかし、低温鏡は、主な残留ガスである水分子の表面吸着を招き、鏡の超低損失光特性を損なう。本研究では、真空かつ低温下で装置に装着した状態の鏡に対し、外部からパルスレーザーや真空紫外光を照射し、低温による表面吸着分子の光刺激脱離、及び、鏡に発生した静電気等で引き寄せられた表面を汚染する有機物質などの分解により、鏡の反射性能の低下を、昇温過程を経ずに回復させ、観測不能期間を可能な限り低減させる技術の開発を行う。
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| 研究実績の概要 |
引き続き、サファイア鏡基材の上にコーティングされたTa2O5/SiO2誘電多層膜で構成される高性能鏡に吸着した水分子の低温における脱離エネルギーを計測するための実験系の構築と改造を行った。前年度までに構築した水分子への直接的な吸収を引き起こす波長3um光学系に加え、鏡基材への直接的熱吸収による基材自身の急速昇温を目指した波長1.5um光学系の光学系を、前者と併用できる形で構築した。今までは、鏡へ入射した重力波望遠鏡で使用される波長1064nmのレーザー光線を、3um光学系からのレーザー光線と同じ位置に入射することで、鏡の表面の水分子の脱離状態を1064nmレーザー光線の透過光量の増加をもってモニターしていたが、それに加え、真空装置内の水分子の脱離状況をモニターするための質量分析器を設置し、水分子の脱離の状況をガス量の視点からもモニターできるように改善し、透過率の改善と離脱分子量の関係を見いだせるようにした。さらに、重力波望遠鏡では、鏡基材は、振り子状に懸架され、熱伝導体による熱伝導に関しては孤立している系になっているため、それを再現するように、サファイアファイバーを使って懸架し、現実に近い設定を施した。また1.5um系のレーザーによる基材の直接昇温に関し、入射レーザーパワーと基材の昇温状況の関係が見いだせるよう、温度モニター系の構築も行った。さらに、漂着物があると、1064nmレーザー照射に対し、前方散乱も観察されることが予想されるため、その前方散乱をモニターするための真空内用の光検出器の設置も行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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