デジタル制御を利用した重力波検出器の開発

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21740163
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 宮川 治 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (90532680)
• キーワード: 宇宙物理 / 重力波 / 計算機システム / 超精密計測 / 制御工学

研究概要

本研究は、計算機を利用したデジタルシステムによる制御で干渉計型重力波検出器を操作することにより、干渉計の調整、雑音の除去などをより簡便にし、干渉計の感度向上に貢献することを目的としている。
昨年度までに、LIGOグループとの国際共同開発によって整備してきた上記デジタルシステムが、プロトタイプ干渉計CLIOに導入され、デジタル制御を使った干渉計の動作が確認された。本年度は、導入されたシステムを実際に使用し、デジタル化による各種操作の自動化等による干渉計動作制の向上とともに、デジタルシステムの基本性能を見るための最重要課題である、干渉計のノイズハンティングを試みた。その際のデジタル固有のノイズの同定には、本システムならではの素早い取り回しによる、極めて迅速なノイズハンティングが可能であった。これによりデジタル化以前に達成されたアナログ制御での感度に迫る性能を実現し、その基本性能の優位性が示されたと考えている。
日本の次期大型干渉計計画LCGTではデジタル制御は必須と考えられており、そのプロトタイプであり、LCGT建設予定地と同じ場所にあるCLIOにデジタル制御を導入することで、将来計画に対する知見と技術蓄積が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Direct Measurement of Thermal Fluctuation of High-Q Pendulum (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Agatsuma, T.Uchiyama, K.Yamamoto, M.Ohashi, S.Kawamura, S.Miyoki, O.Miyakawa, S.Telada, K.Kuroda
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 104 ページ: 040602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal-noise-limited underground interferometer CLIO (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Agatsuma, K.Arai, M.-K.Fujimoto, S.Kawamura, K.Kuroda, O.Miyakawa, S.Miyoki, M.Ohashi, T.Suzuki, R.Takahashi, D.Tatsumi, S.Telada, T.Uchiyama, K.Yamamoto, CLIO collaborators
  • 雑誌名: Class.Quantum Grav 巻: 27 ページ: 084022
  • 査読あり
• [学会発表] LCGTデジタルシステムの構築(I) (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮川治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 低温レーザー干渉計CLIO(30),デジタルシステムの導入(IV) (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮川治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-13
• [備考]
  • URL: http://gw.icrr.u-tokyo.ac.jp/JGWwiki/CLIO/Tasks/DigitalControl