| 研究課題/領域番号 |
21J14455
|
|---|
| 研究種目 |
特別研究員奨励費
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 国内 |
|---|
| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
高野 哲 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
|
|---|
| キーワード | 重力波 / レーザー / 干渉計 / ねじれ振り子 / 低温 / 重力勾配 / 地震 / 地震速報 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，地震に伴う地面の密度変化によって生じる重力場変動を捉え地震速報に応用するという研究である．重力場変動は光速で伝播するため，従来のP波とS波の速度差を利用した速報よりも素早い検出ができるなどのメリットが期待されている．地震のタイムスケールに対応した0.1Hz程度の重力場変動観測が有効であるため，低周波重力波検出器として開発されてきたねじれ振り子型重力偏差計を転用する．本研究では特に装置の高感度化を目指し，装置の低温化による熱雑音の低減と，モノリシック光学系を用いた読み取り光学系の雑音の低減を目指す．
|
| 研究実績の概要 |
本研究は，ねじれ振り子型重力勾配計を用いた地震の即時検出に向けて，装置の開発と感度向上を行うものである．ねじれ振り子型重力勾配計は，重力勾配に応じた潮汐力によりねじれ振り子がねじれ回転することを利用しており，現在までにはねじれ回転角度を読み取る光学系の開発を主に行ってきた．
読み取り光学系の主要な雑音の一つに，外部の振動や温度変化に伴う光学系自身の揺らぎがある．この揺らぎを低減するために，本研究ではモノリシック干渉計と呼ばれる，基材に光学素子を直接貼り付ける光学系を用いる計画となっている．さらに，重力勾配計はねじれ振り子の熱雑音を低減するために振り子が4 Kの低温環境に置かれるため，低温で動作するようなモノリシック干渉計である必要がある．そのようなモノリシック光学系は世界初となる．
今年度は，実際に構築する光学系のデザインと，前年度までに開発したアセンブル装置を用いた光学系の一部構築を行った．
ねじれ振り子の角度読み取りには，振り子の両端に構築したファブリペロー干渉計の差動信号からねじれ回転を読み取る，差動ファブリペロー干渉計を予定している．一般にファブリペロー干渉計は入射するレーザー光が干渉計の固有モードに一致しなければ干渉計として成立しないため，レンズによってレーザー光を固有モードに近づける必要がある．また入射するレーザー光の方向が干渉計の軸に揃っていなければならないため，入射光の方向を調整する必要がある．こういった光学系を全てモノリシック光学系の基板に収めるデザインを考案した．さらに，入射光学系部分については前年度開発したアセンブル装置を用いて角度調整を行い，基板へ接着した．その結果，入射光の90%以上を干渉計に結合させることに成功し，その後の真空試験においても数日以上に渡り安定している．
|
| 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。
|
