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重力波望遠鏡KAGRAの観測デッドタイムの解消

研究課題

研究課題/領域番号 26287052
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

都丸 隆行  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (80391712)

連携研究者 鈴木 敏一  高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 教授 (20162977)
木村 誠宏  高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (10249899)
斉藤 芳男  高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (00141979)
高田 卓  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (30578109)
研究協力者 長谷川 邦彦  東京大学, 大学院理学系研究科
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード重力波 / 極低温 / 超高真空 / クライオポンプ / 表面 / 宇宙物理 / 宇宙線 / 吸着
研究成果の概要

日本のオリジナル技術である極低温レーザー干渉計型重力波検出器には、クライオポンプ効果による鏡の汚染という特有の問題がある。このため、日本の重力波望遠鏡KAGRAでは1年に2ヶ月の鏡のクリーニング期間が必要となるが、突発イベントを狙う重力波検出器にとって、この観測デッドタイムは致命的であり、可能な限り短縮することが求められる。本研究では、まず、このクライオポンプ効果による鏡の汚染メカニズムを実験的に再評価し、吸着する残留ガスの主成分が水であり、その成長速度は26.8nm/dayであることを突き留めた。また、低温鏡の冷却昇温時間を、高効率熱伝導体の開発や昇温仮定の工夫で半減させる事に成功した。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Large-scale Cryogenic Gravitational wave Telescope KAGRA2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tomaru on behalf of KAGRA
    • 雑誌名

      Gravitation, 100 years after GR (proceedings of Recontres de Moriond)

      巻: 50 ページ: 255-262

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] KAGRA-Large-scale Cryogenic Gravitational wave Telescope-2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tomaru on behalf of KAGRA
    • 雑誌名

      Proceedings of XIIth Asia-Pacific International Conference on Gravitation, Astrophysics and Cosmology

      巻: 12 ページ: 153-159

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] 一般相対性理論誕生100周年 重力波望遠鏡KAGRAの真空と低温2015

    • 著者名/発表者名
      都丸隆行
    • 雑誌名

      真空ジャーナル

      巻: 154 ページ: 11-17

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 重力波検出器 KAGRA における腕共振器用低温サファイア鏡への残留ガスの吸着とその解消法の開発(2)2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川邦彦 他
    • 学会等名
      物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] KAGRA極低温鏡懸架システムの伝導冷却2017

    • 著者名/発表者名
      山田智宏 他
    • 学会等名
      物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cryogenics in KAGRA2017

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tomaru
    • 学会等名
      CERN-GW Joint Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極低温鏡冷却のための超高純度アルミニウムヒートリンクの評価2017

    • 著者名/発表者名
      山田智宏 他
    • 学会等名
      超伝導低温工学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 重力波検出器 KAGRA における腕共振器用低温サファイア鏡への残留ガスの吸着とその解消法の開発(1)2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川邦彦 他
    • 学会等名
      物理学会2017秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] KAGRA極低温懸架系ヒートリンクの性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      山田智宏 他
    • 学会等名
      物理学会2017秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 重力波検出と技術2017

    • 著者名/発表者名
      都丸隆行
    • 学会等名
      第14回日本加速器学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] KAGRA Cryogenic System2017

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tomaru
    • 学会等名
      The 3rd international workshop on KAGRA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of 6N Aluminum Heat-Link2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Yamada et al.,
    • 学会等名
      The 3rd international workshop on KAGRA
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of cryogenic system in KAGRA2017

    • 著者名/発表者名
      T. Ushiba, T. Tomaru et al.
    • 学会等名
      Workshop on Gravitational Wave activities in Taiwan
    • 発表場所
      台北、台湾
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Present Status of KAGRA cryogenic systems2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tomaru et al.
    • 学会等名
      2nd international meeting on KAGRA
    • 発表場所
      北京、中国
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] KAGRA status2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tomaru et al.
    • 学会等名
      1st international meeting on KAGRA
    • 発表場所
      大田、韓国
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] KAGRA-Large-scale Cryogenic Gravitational wave Telescope-2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tomaru on behalf of KAGRA
    • 学会等名
      XIIth Asia-Pacific International Conference on Gravitation, Astrophysics and Cosmology
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large-scale Cryogenic Gravitational wave Telescope KAGRA2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tomaru on behalf of KAGRA
    • 学会等名
      Optics & Photonics International Congress 2015/ Conference on Laser Energetics 2015
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KAGRA用低温懸架系装置の開発VI2015

    • 著者名/発表者名
      山元一広、都丸隆行 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東京、早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 重力波望遠鏡KAGRAの観測デッドタイムの解消2014

    • 著者名/発表者名
      都丸隆行, 榊原裕介, 木村誠宏, 鈴木敏一, 山元一広, 高田卓
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      佐賀、佐賀大学
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] KAGRA用低温懸架系装置の開発V2014

    • 著者名/発表者名
      山元一広、都丸隆行 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      佐賀、佐賀大学
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 重力波天文学2014

    • 著者名/発表者名
      都丸隆行
    • 学会等名
      電子情報通信学会 宇宙・航行エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      つくば、宇宙航空開発研究機構
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 極低温冷凍機システム2014

    • 発明者名
      都丸隆行、高田卓、鈴木敏一、木村誠宏、山本明
    • 権利者名
      高エネルギー加速器研究機構、自然科学研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-074933
    • 出願年月日
      2014-05-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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