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2014 年度 実施状況報告書

低温振動子を用いた巨視的量子状態の観測

研究課題

研究課題/領域番号 26600110
研究機関東京大学

研究代表者

安東 正樹  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90313197)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード量子的性質 / 巨視的物体 / 冷却 / 振動子 / 基底状態
研究実績の概要

本年度は、ねじれ振動子の設計検討および、低温冷却システムの構築を進めた。
光の量子的輻射圧変動の直接測定のためには、振動子の支持部に起因する熱雑音を、光の輻射圧雑音レベルより小さく抑える必要がある。そのためには、機会損失の小さな材質を用いるとともに、支持機構の形状にも配慮する必要がある。本研究では、上下をワイヤで固定された、長さ100mm程度のねじれ振動子を用いる方式をとっている。本年度はこの振動子の試作と、光共振器の制御実験を行った。その結果、大気中での制御を達成した。また、並進方向からの振動のカップリング、制御アクチュエータのレンジ不足や共振の影響による動作の不安定といった課題も明らかになった。冷凍機については、4Kまでの低温に冷却するシステムの構築が完了した。その一方、冷凍機稼働に起因する音響雑音や、排熱経路が不十分であることに起因する温度環境の変化といった問題点も見出された。
今後は、まず常温下での実験を進め、その熱雑音レベルに到達することを確認する。そのためには、レンジの大きなアクチュエータを用いた制御、並進振動からのカップリングの低減といった工夫を施す。その後に冷却によって熱雑音が低減されることの確認を目指す。また、冷却システムの排熱部の一部を室外に再設置することによる、音響環境や温度環境の安定化も並行して進める。その後、本研究の目的である、振動子の基底状態の実現を目指す。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

振動子の制御は達成しているが、その安定な動作や熱雑音レベルの評価といった段階には達していない。

今後の研究の推進方策

前年度までに得られた知見、課題を十分に考慮し、研究の迅速な推進に努める。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Torsion-bar antenna in the proper reference frame with rotation2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, Kouji; Ando, Masaki
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW D

      巻: 90 ページ: 064008

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.064008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improving parameter estimation accuracy with torsion-bar antennas2014

    • 著者名/発表者名
      Eda, Kazunari ; Shoda, Ayaka ; Itoh, Yousuke; Ando, Masaki
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW D

      巻: 90 ページ: 064039

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.064039

    • 査読あり
  • [学会発表] 大型低温重力波望遠鏡KAGRAとレーザー干渉計技術2015

    • 著者名/発表者名
      安東 正樹
    • 学会等名
      第62回 応用物理学会 春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 (神奈川)
    • 年月日
      2015-03-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 重力波の観測2015

    • 著者名/発表者名
      安東 正樹
    • 学会等名
      コンパクト連星合体からの重力波・電磁波放射とその周辺領域
    • 発表場所
      京都大学 (京都)
    • 年月日
      2015-02-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent News from KAGRA2015

    • 著者名/発表者名
      安東 正樹
    • 学会等名
      The 37th Program Advisory Committee Meeting
    • 発表場所
      Washington, USA
    • 年月日
      2015-01-28
    • 招待講演
  • [学会発表] DECIGO / DPF2015

    • 著者名/発表者名
      安東 正樹
    • 学会等名
      CRC将来計画タウンミーティング
    • 発表場所
      東京大学宇宙線研究所(千葉)
    • 年月日
      2015-01-24
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザー干渉計による原始重力波観測2014

    • 著者名/発表者名
      安東 正樹
    • 学会等名
      原始重力波シンポジウム, 日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学 (佐賀)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 招待講演
  • [学会発表] DECIGO: Space Gravitational-wave Antenna2014

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ando
    • 学会等名
      RESCEU APCosPA Summer School on Cosmology and Particle Astrophysics
    • 発表場所
      あさま温泉錦の湯 地本屋(長野)
    • 年月日
      2014-08-03
    • 招待講演
  • [学会発表] DECIGO/DPF2014

    • 著者名/発表者名
      安東 正樹
    • 学会等名
      CRCタウンミーティング
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知)
    • 年月日
      2014-07-12
    • 招待講演
  • [学会発表] DECIGO and DECIGO Pathfinder2014

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ando
    • 学会等名
      10th International LISA Symposium
    • 発表場所
      Florida, USA
    • 年月日
      2014-05-19
    • 招待講演
  • [備考] 安東研究室

    • URL

      http://granite.phys.s.u-tokyo.ac.jp/ja/

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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