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レーザー干渉計重力波検出器のための量子非破壊計測の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21740201
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関国立天文台

研究代表者

阪田 紫帆里  国立天文台, 研究員 (40534590)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2009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 / 相対論 / 重力(実験)
研究概要

本研究の目的は、次世代型重力波検出器のために、量子非破壊計測の開発を行い、世界で初めて輻射圧雑音の観測と低減を行うことである。本研究では、質量20mgの超軽量鏡を用いて、輻射圧雑音の影響を増幅し、その検出を容易にするという、世界でも類を見ない独創的な手法を用いる。
実験セットアップでは、光の輻射圧雑音を観測するために、光の輻射圧を大きくしている。この時、光共振器内での光の輻射圧の反バネ効果により、鏡が回転方向に揺らされることが確認できる。この効果は、次世代型重力波検出器でも問題なることが理論的に予測されている。本実験でこの理論の正しさを証明することは、本研究だけではなく、次世代重力波検出器のためにも貢献できる重要な結果となる。そこで、本年度の研究実施計画の1つ目として、この効果を測定し論文に投稿することにした。結果、この測定は成功し、論文はS Sakata et al., Phys. Rev. D 81, 064023 (2010)に掲載された。
2つ目の研究実施計画は、光のパワーを増幅させると、この測定された輻射圧による効果により、難しくなる鏡の姿勢制御を解決するために、感度と制御の両点を考慮して見つけ出し、実験的に証明することである。この解決策は、本研究の目標の輻射圧雑音の観測と低減を実現するために、最も重要な技術となる。その解決方法として、実験セットアップの制御系のブロックダイアグラムと伝達関数を用いて計算を行い、その計算結果から、超軽量鏡に曲率を付けて共振器を組むことを決めた。今後は、この方法に基いて実験を開始し、輻射圧による効果の制御を行う。

報告書

(1件)
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Measurement of angular antispring effect in optical cavity by radiation pressure2010

    • 著者名/発表者名
      Shihori sakata et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光共振器における輻射圧による角度反バネ効果の測定2009

    • 著者名/発表者名
      阪田紫帆里, 他
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] レーザー干渉計重力波検出器における量子非破壊計測の研究IX2009

    • 著者名/発表者名
      阪田紫帆里, 他
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://tamago.mtk.nao.ac.jp/ssakata/QND.htm

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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