宇宙空間における直接干渉型重力波検出器のための基礎研究

空间直接干涉引力波探测器基础研究

• 批准号: 16654038
• 负责人: 安東 正樹
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16654038/
• 关键词: 重力波; 干渉計; 光ファイバー; 周波数安定化; 強度安定化; ファブリ・ペロー; 防振; 懸架装置

本研究は、宇宙空間での直接干渉型重力波検出器(FP-DECIGO)のための基礎実験であり、宇宙での動作環境に近い状態を地上で実現し、制御実験を行なうことが目的である。そこで、ファブリー・ペロー(FP)共振器を構成する2つの鏡が30cm程度の広い範囲を低周波数で動く状況を実現するために、リニアモータで構成された可動ステージを用いる。また、宇宙環境での精密計測に使用する安定なレーザー光源の開発もあわせて進める。本研究で具体的に行った研究項目は、音響雑音や空気の揺らぎの影響を排除して実験を進めるための真空槽の設計と製作、リニアモータを用いた可動ステージの基礎研究と実機の製作、また、測距に用いる安定なレーザー光源の開発などである。安定なレーザー光源の開発に関しては、宇宙空間でレーザー光を用いた精密計測を行なうためには、打ち上げ時の振動や経時変化による光学系のアラインメント変化に対して強い光源を用いる必要がある。そこで、本研究では、光ファイバーを用いた安定レーザー光源の開発を行なった。レーザー光源からの光は光ファイバーを通じて、光ファイバーで構成された腕の長さが非対称なマイケルソン干渉計に導かれる。これによって、この干渉計を基準として、レーザー光源の周波数が安定化される。本実験では、10-100mのいくつかの長さの干渉計を試みて光源を安定化することに成功し、その特性を評価した。また、強度雑音に関しても、光ファィバーに結合された強度変調器を用いて安定化した。これによって、安定化レーザーは光ファイバー光学系のみで構成されることになり、機械的な振動などに対してアラインメント変化が起こりにくいレーザー光源が開発されたといえる。その一方で、アクチュエータの特性評価に関しては、市販のリニアモータの動作特性や振動状況の評価を行った。その結果、アクチュエータは良好に動作する一方で、そのまま重力波検出器に用いるには振動が大きすぎ、十分な防振を施す必要がある、という結果が得られた。

This study aims at establishing the foundation of FP-DECIGO in outer space, realizing the near-middle state of the operating environment of the universe, and controlling the operation of FP-DECIGO. The structure of the FP resonator is composed of two mirrors with a range of 30cm and a low frequency dynamic condition. The development of a stable and accurate measurement of the universe environment This study is a detailed research project to eliminate the influence of sound and air pollution. It is necessary to improve the design and manufacture of vacuum tank, and to develop a stable light source for distance measurement. The stability of the light source is related to the use of light in outer space. The precision measurement is necessary for the vibration and time change of the optical system. This paper discusses the development of light source in the light industry. The light source of the light source is connected to the light source, and the light source is connected to the light source. The frequency of the light source is stabilized. This paper reviews the characteristics of light source stabilization in 10-100m long interference meter. The intensity modulator is used for stabilization. The structure of the optical system is composed of two parts: one part is stable, the other part is stable, the other part is mechanical vibration, the other part is stable, and the other part is stable. The evaluation of the characteristics of a party, a party The result is that the gravity wave detector works well, and the vibration is very large.

项目成果

Burst wave analysis of TAMA300 data with the ALF filter,

使用 ALF 滤波器对 TAMA300 数据进行突发波分析，

• 发表时间: 2005
• 期刊: Class.Quant.Grav. Vol.22,No.18
• 作者: T Akutsu;N Kanda他 the TAMA collaboration
• 通讯作者: N Kanda他 the TAMA collaboration

Upper limits on gravitational wave bursts radiated from stellar-core collapses in our Galaxy,

我们银河系恒星核心塌陷辐射的引力波爆发的上限，

• 发表时间: 2005
• 期刊: Class.Quant.Grav. Vol.22.No.18
• 作者: M Ando;N Kanda;他 the TAMA collaboration
• 通讯作者: 他 the TAMA collaboration

Systematic measurement of the intrinsic losses in various kinds of bulk fused silica

• DOI: 10.1016/j.physleta.2004.05.028
• 发表时间: 2004-04
• 期刊: Physics Letters A
• 影响因子: 2.6
• 作者: K. Numata;K. Yamamoto;H. Ishimoto;S. Otsuka;K. Kawabe;M. Ando;K. Tsubono

On detection of black hole quasinormal ringdowns: Detection efficiency and waveform parameter determination in matched filtering

• DOI: 10.1103/physrevd.71.103005
• 发表时间: 2004-10
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Y. Tsunesada;N. Kanda;H. Nakano;D. Tatsumi;M. Ando;M. Sasaki;H. Tagoshi;H. Takahashi

Coincidence analysis to search for inspiraling compact binaries using TAMA300 and LISM data

使用 TAMA300 和 LISM 数据搜索激励致密双星的符合分析

• 发表时间: 2004
• 期刊: PHYSICAL REVIEW D 70
• 作者: Takahashi H;Tagoshi H;Ando M;et al.
• 通讯作者: et al.