高感度レーザー干渉計を用いた「重力波天文学」の研究

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09NP0801
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 古在 由秀 国立天文台, 名誉教授 (70012789)
• 研究分担者: 中村 卓史 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80155837) ; 齊藤 芳男 高エネルギー加速器研究機構, 加速器第四系, 助教授 (00141979) ; 黒田 和明 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (00242165) ; 藤本 眞克 国立天文台, 位置天文天体力学研究系, 教授 (90107475) ; 坪野 公夫 東京大学, 大学院・理学系, 助教授 (10125271)
• キーワード: 重力波天文学 / レーザー干渉計 / 重力波検出

研究概要

今年度は、真空槽並びに真空配管の残りの部分を製作・設置して真空システム全体を完成させると共に、各種モニター用の低速データ取得システムを整備して、干渉計システムへのインテグレーションが開始できる環境を整えた。研究推進体制についても、これまでの要素開発中心のサブグループ構成と並行して、全体の統合に向かう各サブシステム毎の統合実験のタスクグループを組織して、全体の進行状況を把握するために、隔週に1回のプロジェクトミーティングをスタートさせた。
具体的項目の進行状況と成果は次の通りである。
1.10mモードクリーナーを組み上げて変調透過実験を行い、従来報告されていた過剰雑音の原因をつきとめ、その対策を行って過剰雑音なしの運転を確認した。
2.10Wのレーザー光源に対して強度安定化を行い、必要な安定度を達成した。また初段の周波数安定化実験でも所定の安定度が得られた。
3.1本腕の330m共振器を組み上げ、モードマッチングと光路長制御およびアライメント制御により、試験用レーザー光を用いた共鳴状態への保持を達成し、世界最長のファブリペロ-共進器の運転に成功した。
4.高速のデータ取得系の最終仕様を決定すると共に、データの国際共通フォーマット化を進めた。
5.20m干渉計およびテーブルトップの光学評価装置により試作ミラーの性能評価を繰り返し行って、メーカーとの協力によって実機用ミラー製造への見通しを得た。
6.スタック防振装置の実地性能評価を行って問題点の洗い出しを行うと共に、懸架装置の防振特性との調整を行った。
7.重力波波形の理論的予測および重力波の理論的研究を引き続き進めた。
次年度は、300m干渉計の組立を続行して、リサイクルなしでの干渉計としての運転を開始する計画である・

研究成果

• [文献書誌] A.A.Kaminskii: "New crystalline lasers on the base of monoclinic KR(WO4)2:Ln3+ tungstates(R=Y and Ln)" Opt.Rev.4. 309-315 (1997)
• [文献書誌] M.Musha: "Measurement of frequency noise spectra of frequency-stabilized LD-pumped Nd:YAG laser by using a cavity with separately suspended mirrors" Opt.Comm.140. 323-330 (1997)
• [文献書誌] M.Musha: "Wideband and high stabilization of an injection-locked Nd:YAG laser frequency to a high finesse Fabry-Perot cavity" Opt.Lett.22. 1177-1179 (1997)
• [文献書誌] J.Song: "Control of the thermal lensing effect with different pump light distributions" Appl.Opt.36. 8051-8055 (1997)
• [文献書誌] 劉安平: "クラッド励起ファイバーレーザー共振器の最適化と高輝度圧縮の実現" レーザー研究. 25. 702-706 (1997)
• [文献書誌] J.Song: "High optical-to-optical efficiency of LD pumped cw ND:YAG laser under pumping distribution control" Appl.Phys.B.(印刷中).
• [文献書誌] A.Kaminskii: "Frequency self-doubling of the cw 1-mm lasing of a ferroelectric and ferroelastic Nd3+:b*Gd2(Mo04)3 crystal with laser-diode pumping" Quantum Electronics. 27. 657-658 (1997)
• [文献書誌] A.Liu: "Effective absorption and pump loss of double-clad fiber lasers" SPIE. 2986. 30-38 (1997)
• [文献書誌] 植田 憲一: "半導体レーザー励起ファイバーレーザー" オプトロニクス. 1. 77-82 (1998)
• [文献書誌] 植田 憲一: ""新時代ファイバーレーザー"の可能性" 金属プレス. 30・2. 10-15 (1998)
• [文献書誌] A.Liu: "High power fiber-embedded-ring lasers for laser-diode pumping" Int.Symp.On Laser and Nonlinear Optical Materials*97,Singapore. Nov.3-5 (1997)
• [文献書誌] A.Araya: "Optial Mode Cleaner with Suspended Mirrors" Appl.Opt.36.7. 1446-1453 (1997)
• [文献書誌] K.Kuroda: "Status of TAMA" Proc.of Int.Conf.on Gravitational Waves:Sources and Detectors. 100-107 (1997)
• [文献書誌] T.Nakamura: "Gravitational Waves from Coalescing Black Hole MACHO Binaries" Astrophys.J.487. L139-L142 (1997)
• [文献書誌] Y.Mino: "Black Hole Perturbation" Prog.Theor.Phys.Suppl.128. 1-121 (1997)
• [文献書誌] Y.Mino: "Gravitational Radiation Reaction" Prog.Theor.Phys.Suppl.128. 373-406 (1997)
• [文献書誌] T.Nakamura: "Gravitaional Waves from Coalescing Black Hole Macho Binaries" Astrophys.J.487. L139-L142 (1997)
• [文献書誌] T.Chiba: "Cosmology with x-matter" Mon.Not.R.Astron.Soc.289. L5-L9 (1997)
• [文献書誌] T.Chiba: "Anisotropy of the cosmic background radiation implies the Violation of the strong energy condition in Bianchi type I universe" Phys.Letters B. 408. 47-51 (1997)
• [文献書誌] K.Oohara: "A Way to 3D Numerical Relativity" Prog.Theor.Phys.supplement. 128. 183-250 (1997)
• [文献書誌] M.Shibata: "Location of the Innermost Stable Circular Orbit" Prog.Theor.Phys.supplement. 128. 295-334 (1997)
• [文献書誌] M.Shibata: "Numerical study on the hydrodynamic instability of binary stars in the first post Newtonian approximation" Prog.Theor.Phys.98. 1081-1098, 295-334 (1997)
• [文献書誌] Y.Fujita: "Emission from Isolated Black Holes and MACHOs Accreting from the Interstellar Medium" Astrophys.J.(印刷中).
• [文献書誌] K.Kuroda: "Expected Improvement in the Determination of G Using An X Pendulum" Int.J.Mod.Phys.A12. 1967-1974 (1997)
• [文献書誌] 黒田 和明: "万有引力定数Gの測定精度は4桁でよいか?" 日本物理学会誌. 52・10. 752-758 (1997)
• [文献書誌] E.Majorana: "Mechanical thermal noise in coupled oscillators" Physics Letters. A233. 162-168 (1997)
• [文献書誌] V.N.Rudenko: "Position Control of Mirrors in a Laser Gravitational-Wave Interferometer with Radiation Recycling" Quantum Electronics. 27・9. 835-839 (1997)
• [文献書誌] A.Araya: "Iodine-stabilized 633-nm He-Ne laser for long-baseline interferometers" Jpn.J.Appl.Phys.36(6A). 3515-3516 (1997)
• [文献書誌] A.Araya: "Optical mode cleaner with suspended mirrors" Appl.Opt.36・7. 1446-1453 (1997)
• [文献書誌] M.Ando: "Signal Separation Technique for a Power-Recycled Interferometric Gravitational Wave Detector" Phys.Lett.A. 237・12. 13-20 (1997)
• [文献書誌] 中村 卓史: "最後の3分間" 岩波書店, 98 (1997)
• [文献書誌] K.Tsubono,M-K.Fujimoto K.Kuroda: "Gravitational Wave Detection" Universal Academy Press,Inc-Tokyo, 402 (1997)