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2022 年度 実績報告書

第三世代重力波望遠鏡の迅速な光学的性能回復による観測不能時間の改善

研究課題

研究課題/領域番号 19H00680
研究機関東京大学

研究代表者

三代木 伸二  東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (20302680)

研究分担者 都丸 隆行  国立天文台, 重力波プロジェクト, 教授 (80391712)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード重力波 / 低温吸着 / レーザー干渉計 / 刺激脱離 / 昇温脱離
研究実績の概要

引き続き、サファイア鏡基材の上にコーティングされたTa2O5/SiO2誘電多層膜で構成される高性能鏡に吸着した水分子の低温における脱離エネルギーを計測するための実験系の構築と改造を行った。前年度までに構築した水分子への直接的な吸収を引き起こす波長3um光学系に加え、鏡基材への直接的熱吸収による基材自身の急速昇温を目指した波長1.5um光学系の光学系を、前者と併用できる形で構築した。今までは、鏡へ入射した重力波望遠鏡で使用される波長1064nmのレーザー光線を、3um光学系からのレーザー光線と同じ位置に入射することで、鏡の表面の水分子の脱離状態を1064nmレーザー光線の透過光量の増加をもってモニターしていたが、それに加え、真空装置内の水分子の脱離状況をモニターするための質量分析器を設置し、水分子の脱離の状況をガス量の視点からもモニターできるように改善し、透過率の改善と離脱分子量の関係を見いだせるようにした。さらに、重力波望遠鏡では、鏡基材は、振り子状に懸架され、熱伝導体による熱伝導に関しては孤立している系になっているため、それを再現するように、サファイアファイバーを使って懸架し、現実に近い設定を施した。また1.5um系のレーザーによる基材の直接昇温に関し、入射レーザーパワーと基材の昇温状況の関係が見いだせるよう、温度モニター系の構築も行った。さらに、漂着物があると、1064nmレーザー照射に対し、前方散乱も観察されることが予想されるため、その前方散乱をモニターするための真空内用の光検出器の設置も行った。

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。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 13件、 査読あり 13件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Sapienza University of Rome/University of Perugia/Istituto Nazionale di Fisica Nucleare(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Sapienza University of Rome/University of Perugia/Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
    • 他の機関数
      1
  • [雑誌論文] Search for subsolar-mass black hole binaries in the second part of Advanced LIGO’s and Advanced Virgo’s third observing run2023

    • 著者名/発表者名
      The LVK Collaboration
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 524 ページ: 5984~5992

    • DOI

      10.1093/mnras/stad588

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Population of Merging Compact Binaries Inferred Using Gravitational Waves through GWTC-32023

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review X

      巻: 13 ページ: 011048

    • DOI

      10.1103/PhysRevX.13.011048

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraints on the Cosmic Expansion History from GWTC-32023

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 949 ページ: 76~76

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac74bb

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Open Data from the Third Observing Run of LIGO, Virgo, KAGRA, and GEO2023

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 267 ページ: 29~29

    • DOI

      10.3847/1538-4365/acdc9f

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Overview of KAGRA : Data transfer and management2023

    • 著者名/発表者名
      Akutsu T, et al., KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2023 ページ: 10A102

    • DOI

      10.1093/ptep/ptad112

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for Gravitational Waves Associated with Fast Radio Bursts Detected by CHIME/FRB during the LIGO?Virgo Observing Run O3a2023

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 955 ページ: 155~155

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acd770

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Input optics systems of the KAGRA detector during O3GK2022

    • 著者名/発表者名
      Akutsu T, et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2023 ページ: 059301

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac166

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Narrowband Searches for Continuous and Long-duration Transient Gravitational Waves from Known Pulsars in the LIGO-Virgo Third Observing Run2022

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 932 ページ: 133~133

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6ad0

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for Subsolar-Mass Binaries in the First Half of Advanced LIGO’s and Advanced Virgo’s Third Observing Run2022

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 129 ページ: 061104

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.129.061104

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for gravitational waves from Scorpius X-1 with a hidden Markov model in O3 LIGO data2022

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: 062002

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.062002

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] All-sky search for continuous gravitational waves from isolated neutron stars using Advanced LIGO and Advanced Virgo O3 data2022

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: 102008

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.102008

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Model-based Cross-correlation Search for Gravitational Waves from the Low-mass X-Ray Binary Scorpius X-1 in LIGO O3 Data2022

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 941 ページ: L30~L30

    • DOI

      10.3847/2041-8213/aca1b0

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Performance of the KAGRA detector during the first joint observation with GEO-600 (O3GK)2022

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2023 ページ: 10A101

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac093

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] All-sky, all-frequency directional search for persistent gravitational waves from Advanced LIGO’s and Advanced Virgo’s first three observing runs2022

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 ページ: 122001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.122001

  • [雑誌論文] All-sky search for gravitational wave emission from scalar boson clouds around spinning black holes in LIGO O3 data2022

    • 著者名/発表者名
      The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, and the KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 ページ: 102001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.102001

  • [学会発表] 大型低温重力波望遠鏡KAGRAの現状2024

    • 著者名/発表者名
      小森健太郎 on behalf of the KAGRA collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
  • [学会発表] Overview of the KAGRA commissioning for O42023

    • 著者名/発表者名
      Shinji Miyoki, KAGRA collaboration
    • 学会等名
      XV International Conference on Gravitation, Astrophysics and Cosmology (ICGAC15)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KAGRA Status2023

    • 著者名/発表者名
      Shinji Miyoki, KAGRA Collaboration
    • 学会等名
      LIGO-Virgo-KAGRA collaboration meeting September 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 大型低温重力波望遠鏡 KAGRA の現状2023

    • 著者名/発表者名
      押野翔一, on behalf of the KAGRA collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
  • [学会発表] 大型低温重力波検出器KAGRAの現状2023

    • 著者名/発表者名
      麻生洋一, on behalf of the KAGRA collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会第78年次大会
  • [学会発表] 大型低温重力波望遠鏡 KAGRA の現状2023

    • 著者名/発表者名
      内山隆 on behalf of the KAGRA collaboration
    • 学会等名
      日本天文学会2023年秋季年会
  • [学会発表] Status of the underground gravitational wave detector KAGRA2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi USHIBA, KAGRA Collaboration
    • 学会等名
      XVIII International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP 2023)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KAGRA, KAGRA+, and beyond2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Somiya , KAGRA Collaboration
    • 学会等名
      GWADW2023 - Gravitational-Wave Advanced Detector Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 大型低温重力波望遠鏡KAGRAの現状2022

    • 著者名/発表者名
      譲原浩貴, on behalf of the KAGRA collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] Current status of KAGRA2022

    • 著者名/発表者名
      Osamu Miyakawa, KAGRA Collaboration
    • 学会等名
      The 9th KAGRA International Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Status of the KAGRA Gravitational Wave Detector2022

    • 著者名/発表者名
      Matteo Leonardi, KAGRA Collaboration
    • 学会等名
      The 4th Multi-Messenger Astrophysics and Gravitation Workshop(MMAG)
    • 国際学会
  • [学会発表] Cryogenics in Gravitational Wave Telescope2022

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Tomaru, KAGRA Collaboration
    • 学会等名
      29th Low Temperature Physics , August 18-24, 2022
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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