2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14047203
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
黒田 和明 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (00242165)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 正義 神戸常盤短期大学, 教授 (70071397)
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| Keywords | 重力波 / レーザー干渉計 / 低温鏡 / サファイヤ結晶 / 熱レンズ効果 / 熱雑音 / 極低温冷凍機 / 複屈折 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、レーザー干渉計の雑音を低温化により低減し、重力波検出器の感度向上を実現することである。低温鏡は、この目的のために開発された技術概念であり、鏡およびそれを懸架する装置を含む全体を極低温に保つ手法並びに装置そのものを指す。低温鏡の技術は、原理的にはそれだけで検証可能であるが、実践的には百m基線長の低温レーザー干渉計(CLIO)に装着することにより、その技術成果が発揮される。このため、本研究では、低温鏡の物理的研究及び開発研究を行うと同時に神岡宇宙素粒子研究施設内に建設を進めているCLIO干渉計の製作・開発を本領域内の他の計画研究と協力して行った。低温鏡の熱雑音に関しては、昨年度、低温下における光学薄膜の機械的損失の測定に世界で初めて成功したところであるが、今年度、国際会議でその報告を行い、学術雑誌に発表した。基材のサファイヤは単軸結晶の複屈折をもつ素材であり、鏡としてはその影響が出ないように対称軸を光軸にとる。しかし、結晶の不完全性からわずかな複屈折を生じる恐れがあり、それを定量的に精査することは、鏡基材の評価のために必要である。このため、サファイヤ結晶の品質検査として、複屈折率ゆらぎを1ppmより良いレベルで計測する方法を開発し、CLIOに使用予定の直径10cm、厚さ6cmのサファイヤ基材4個について予備的測定を行った。この計測法は海外で報告されているものであるが、将来の大型低温重力波望遠鏡LCGT計画に使用する予定の直径30cmのものまで計測可能なようにできるものは数少ない。また、低温鏡の実用化研究として、冷却するためのヒートリンクに必要な特性計測を行った。ヒートリンクには熱伝導率が高くて機械的損失が大きいことが必要であるが、候補となる純アルミニウムについて計測した結果、低温鏡に必要な特性を十分満足するものであることが確認でき、この結果は論文で公表した。
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[Publications] K.Kuroda et al.(他共著者49名): "Current status of large-scale cryogenic gravitational wave telescope"Classical Quantum Gravity. 20・17. S871-S884 (2003)
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[Publications] N.Sato et al.(他共著者13名): "Force measurements of a superconducting-film actuator for a cryogenic Interferometric gravitational-wave detector"Cryogenics. 43. 425-429 (2003)
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[Publications] 笠原邦彦(他共著者8名): "低温レーザー干渉計型重力波検出器の為のヒートリンクの研究"低温工学. 39・1. 25-32 (2004)
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[Publications] S.Miyoki et al.(他共著者24名): "Status of the CLIO project"Classical Quantum Gravity. 21・5. S1173-S1181 (2004)
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[Publications] T.Uchiyama et al.(他共著者50名): "Present status of large-scale cryogenic gravitational wave telescope"Classical Quantum Gravity. 21・5. S1161-S1172 (2004)
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[Publications] K.Yamamoto, et al.(他共著者15名): "Mechanical loss of the reflective coating and fluorite at low temperature"Classical Quantum Gravity. 21・5. S1075-S1081 (2004)
