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Searching for the stochastic background gravitational waves by evaluating the Earth's resonant magnetic noise in the international observatory network

通过评估国际天文台网络中的地球共振磁噪声来寻找随机背景引力波

基本信息

批准号：
22K14062
负责人：
鷲見貴生
金额：
$ 2.91万
依托单位：
National Astronomical Observatory of Japan
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 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14062/
关键词：
背景重力波シューマン共振 KAGRA 地下実験環境磁場

项目摘要

地上での磁場観測に必要となる地物探査装置Metronix ADU08eを購入し、神岡地上におけるシューマン共振(磁場3軸、電場2軸)の連続観測を2022年8月より開始した。このデータを解析し、シューマン共振スペクトルのモデル化および振幅・共振周波数・Q値といったパラメーターの時間変化(日周・季節)を評価した。さらに、この実測に基づいたシューマン共振スペクトルの時間変化を考慮し、KAGRAとVirgoの2検出器による背景重力波探索感度の理論計算(フィッシャー解析)を行い、時間変動がない場合と比較した。KAGRAの地下実験サイトにおいては、過去の測定により地上よりもシューマン共振磁場が増幅されることが知られているが、本研究にて詳細な測定を行った。まずKAGRA施設内の様々な場所で磁場測定を行った結果、真空ダクト(1辺の長さ3km)からの距離に応じて磁場増幅率が変化することを確認した。同様の測定を、KAGRAと同じ山(神岡町池ノ山)の地下にあるプロトタイプ重力波検出器CLIO (1辺の長さ100m)の施設で行ったが、そこでは有意な磁場増幅は見られなかった。一方、イタリアの重力波検出器Virgo (KAGRAと同じく1辺の長さ3kmだが、地上の施設)でも同測定を実施し、有意な磁場増幅を確認した。以上により、KAGRA施設で見られていた磁場増幅は地下環境に起因するものではなく、3kmに渡る真空ダクトによって生じる現象であるということを突き止めた。KAGRAの重力波検出器(主干渉計)の環境磁場応答評価に向けては、雑音注入試験のためのコイル設計と磁場シミュレーションを行い、必要となるコイル用電線とパワーアンプの選定を行った。(購入には別予算を使用し、年度内に納品済み)

It is necessary for the above-ground magnetic field to install the ground object exploration device Metronix ADU08e, and the above-ground magnetic field resonance (magnetic field 3, electric field 2) will begin in August 2022. In this paper, the amplitude resonance wave number Q of the amplitude resonance cycle is analyzed, and the weather cycle time is changed (day-to-week quarter). The time response test, the theoretical calculation of the sensitivity of gravity wave exploration in the background of the KAGRA Virgo 2 generator, the operation and time comparison of the operating system and the time response test are available. In the past, the KAGRA system was used to determine the amplitude of the resonance magnetic field. In this study, the accuracy of the measurement is very good. The results of the measurement of the magnetic field of the internal magnetic field in the construction of the KAGRA, the vacuum temperature (1 mm long 3km), the amplitude of the magnetic field, and the amplitude of the magnetic field. The gravity wave exchanger CLIO (1m long 100m) is used to measure the amplitude of the magnetic field. The amplitude of the magnetic field can be seen in the measurement of the gravity wave generator CLIO (100m in length). On the one hand, the gravity wave generator Virgo (KAGRA is the same as that of the ground equipment) is the same as the measurement equipment, and the magnetic field amplitude is intentionally confirmed. The above equipment, the KAGRA equipment, the system, the magnetic field, the underground environment, the temperature, the temperature and the temperature. KAGRA gravity wave generator (backbone design) the environmental magnetic field should respond to the sound injection equipment, equipment, equipment and equipment. (the purchase price is not calculated for the use of the product during the year.)