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大型低温重力波望遠鏡KAGRAのための圧搾真空源の開発、導入及び検証

研究課題

研究課題/領域番号 20F20803
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
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
研究機関国立天文台

研究代表者

LEONARDI MATTEO  国立天文台, 重力波プロジェクト, 特別客員研究員 (90816448)

研究分担者 EISENMANN MARC  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) 2020-11-13 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
キーワードKAGRA / filter cavity / freq. dep. squeezing / sapphire / optical absorption / birefringence / liquid crystals
研究開始時の研究の概要

Gravitational wave (GW) astronomy has became a mature research field. At five years from the first detection of a GW, almost one hundred more have been detected. To keep pushing this trend, the GW detectors need to be improved. In particular, for the Japanese detector KAGRA, the main limitation is its quantum noise. Dr. Eisenmann, together with the TAMA Filter Cavity team members, will design and and implement a quantum noise suppression system in KAGRA using frequency dependent squeezed state of light. He will also contribute to the commissioning of KAGRA interferometer.

研究実績の概要

From April 2022, Dr. Eisenmann participated to the characterization and improvement of the Filter Cavity (FC) optical losses and design of the frequency dependent squeezing setup to be implemented in KAGRA in future runs. He performed several simulations on to optimize the FC's mirror properties in order to fit the KAGRA's requirement and also contributed in a major way in the design of the intermediate optics that will be crucial for the injection of frequency independent squeezing in the FC and from the FC to the interferometer.
He also was a key member for the characterization of sapphire substrates and in the development of novel techniques to not only perform faster and more accurate characterization of the birefringence of sapphire but also to mitigate the effect of such birefringence in the automatic alignment system of KAGRA. On the development of novel characterization system, he in the first place optimized the already existing linear polarimeter, and then autonomously developed a novel technique based on liquid crystal technology. With such setup, currently under testing at NAOJ, samples as large as KAGRA mirrros will be characterized within one day, without loosing any precision compared to the current method. It is to be noted that current setup requires more than one week to perform the characterization, and this could become a problem in the future when the size of the test masses will be increased.

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。

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。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Improving the stability of frequency-dependent squeezing with bichromatic control of filter cavity length, alignment, and incident beam pointing2022

    • 著者名/発表者名
      Zhao Y.、Capocasa E.、Eisenmann M.、Aritomi N.、Page M.、Guo Y.、Polini E.、Arai K.、Aso Y.、van Beuzekom M.、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.、Leonardi M.、Barsuglia M.、Flaminio R.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.082003

    • 関連する報告書
      2021 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] Some updates on KAGRA MIR activities2023

    • 著者名/発表者名
      M. Eisenmann
    • 学会等名
      LIGO Virgo KAGRA meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Novel characterization setup for KAGRA mirrors2023

    • 著者名/発表者名
      M. Eisenmann
    • 学会等名
      iLANCE
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of KAGRA new ITM substrates2022

    • 著者名/発表者名
      M. Eisenmann
    • 学会等名
      KAGRA F2F
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Update on characterization of KAGRA new ITM substrates2022

    • 著者名/発表者名
      M. Eisenmann
    • 学会等名
      LIGO Virgo KAGRA meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-11-16   更新日: 2024-03-26  

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