高出力レーザー干渉計の光AC結合信号検出による低雑音化

• 研究課題/領域番号: 24K00666
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 福岡大学
• 研究代表者: 大前 宣昭 福岡大学, 理学部, 准教授 (60615160)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2025年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2024年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
• キーワード: レーザー干渉計 / 光共振器 / 光ショット雑音

研究開始時の研究の概要

重力波の観測によるブラックホールや中性子星の合体に対する理解が進んできており、レーザー干渉計型重力波望遠鏡のさらなる高感度化や異なる周波数帯の重力波信号の探索へのニーズが高まっている。重力波によって生じるより微小な時空の歪みを検出するために、干渉計で用いるレーザーの高出力化により信号対雑音比を向上させる一方、光検出器での受光量の増大が限界に達しつつある。本研究では、光共振器の反射光のフィルタ効果を利用した「光AC結合」による干渉計の信号検出方法の優位性を活かし、レーザーパワーを増大させたレーザー干渉計を構築し、光ショット雑音限界の重力波望遠鏡を実現させ、大型重力波望遠鏡への応用可能性を見出す。