超小型衛星を用いた小型宇宙レーザー干渉計による巨視的量子力学理論の高精度検証

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本研究は、100 gという巨視的な質量を持つ鏡の量子性を検証するために、超小型衛星をプラットフォームとしたレーザー干渉計技術を開発することである。本年度は、そのために、衛星の振動による雑音を低減するための高精度なドラッグフリー制御に用いることのできるレーザーセンサー技術の開発と、将来の計測精度の評価のための懸架型の評価システムの構築を行った。まず、高精度ドラッグフリー制御に用いることのできるレーザーセンサーとして、QUIMETTの開発を前年度から引き続き行った。QUIMETTは、直交位相レーザー干渉計を用いた高精度な変位・姿勢センサーである。今年度は、これまでに開発した装置の変位計測の雑音評価と、姿勢計測技術の初実証を行った。雑音評価の結果としては、10 Hz帯で1 pm/rtHzという計測精度を得た。測定された計測精度は、主にデータ計測のためのADCノイズや、実験室の振動ノイズにより制限されており、今後改善可能である。姿勢計測の実証のためには、測定対象となる鏡の姿勢を駆動し、その測定ができることを確認した。姿勢計測の実証は、QUIMETTのような偏光を用いた直交位相干渉計においては初めての成果である。次に、将来の精密計測の精度評価のための懸架型の評価システムの構築を行った。本年度に構築した評価システムは、リン青銅リボンを用いたアルミニウム定盤を1段で懸架した装置である。この懸架系を加速度計を用いて評価し、10 Hzでは1 nm/rtHz、1 kHzでは0.01 pm/rtHzの振動レベルを実現した。この結果は、衛星の振動評価に向けた測定であり、将来の評価システムの構築に向けた重要な成果である。