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速度計測型レーザー干渉計による量子計測を用いたベクトルダークマターの高精度探査

使用测速激光干涉仪进行量子测量高精度探索矢量暗物质

基本信息

批准号：
22K14067
负责人：
長野晃士
金额：
$ 3万
依托单位：
Japan Aerospace EXploration Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14067/
关键词：
ダークマターレーザー干渉計暗黒物質量子計測

项目摘要

本研究は、レーザー干渉計による精密計測技術を用いた新しい手法で、ダークマターの正体にせまるための研究である。ダークマターは、この宇宙の物質の8割を占めることが分かっているが、その正体はいまだ不明である。そこで本研究では、重力波観測などで培われた精密計測技術を用いて、ベクトルダークマターによって生じる力を精密に計測することで、ダークマターの正体にせまるための技術開発を実施した。ベクトルダークマターによって生じる力は、非常に小さい。そのような微小な力を計測するためには、力を高感度に計測できるセンサーと、雑音の小さな計測環境の構築が必要である。具体的には、高感度な速度計測型レーザー干渉計と、音響雑音や地面振動雑音等を低減するための真空装置や多段防振装置の開発が求められていた。そのため、本研究ではこれまで、真空環境下で懸架された防振装置の開発と、そこにレーザーを導入するための入射光学系や光インターフェースの構築を行った。具体的には、まず、最大200 mWのパワーを持つレーザー光源を風防付きの光学定盤にインストールし、真空槽に導入できるように光ファイバーと結合させた。次に、真空槽に光インタフェースをインストールし、その状態でも高真空状態を保てることを確認した。そして、真空槽内にリン青銅箔で懸架された初段の防振装置を導入した。導入された防振装置の性能は、テスト用のレーザー干渉計を用いて評価した。結果としては、100 Hzで 1 pm/rtHz程度の振動環境を実現し、今後のベクトルダークマターの観測へ向けた道筋をつけることができた。

This study is aimed at exploring the application of new techniques in precision measurement. The universe's matter is divided into eight parts. This study is aimed at developing the technology for precise measurement of gravitational wave forces. The main reason for this is that it is very difficult to get rid of it. It is necessary to construct a small measuring environment for small force measurement and high force sensitivity measurement. Specific requirements for vacuum devices and multi-stage anti-vibration devices include: high sensitivity, speed measurement, noise reduction, ground vibration reduction, etc. In this study, the structure of the suspension anti-vibration device under vacuum environment was studied. Specific light source, light source, maximum 200 mW light source, light source, vacuum chamber, light source, light Next, the vacuum tank is in a state of high vacuum. In the vacuum tank, the suspension is installed with a green copper foil and an anti-vibration device. The performance of the vibration isolation device is evaluated in the middle of the test. As a result, the vibration environment at the level of 100 Hz and 1 pm/rt Hz was realized, and the measurement direction was determined in the future.