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2023 年度 研究成果報告書

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

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研究課題/領域番号 19H00680
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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 / 光学損失 / 光刺激脱離 / 昇温脱離
研究成果の概要

本研究では、予測できない重力波を待ち受ける望遠鏡として、その検出の大きな機会損失を発生させ、かつ、LIGO、Virgo、KAGRAの同時観測で求められる三台稼働状況も損なわれることで、重力波源の位置決定精度の劣化につながる問題を解決するために、低温鏡を用いたKAGRAの重力波望遠鏡の観測不能時間を短縮する試みとして、まずは、昇温過程を経ず、波長3マイクロメートルの赤外超短パルスレーザーの集中的照射による水分子の瞬間光刺激脱離を目指す一方、バックアップとして、昇温過程を短縮化するために、炭酸ガスレーザーにより基材を直接昇温させる方法を施行することで、鏡の低損失特性を維持していくこと目指した。

自由記述の分野

重力波物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

KAGRAにとどまらず、ヨーロッパやアメリカの次期重力波望遠鏡計画であるEinstein Telescope 計画やCosmic Explorer 計画、及び、その前段階のVoyager計画においても想定されている、低温鏡を用いた重力波望遠鏡計画にかならず付随する、低温鏡へのガス分子吸着とそれによる、鏡の低損失特性の劣化という共通の問題に対する解決策の一端を示すことができ、これらの次期計画の実現性を担保する貢献ができた。

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公開日: 2025-01-30  

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