Reduction of Gravity-Gradient Noise for Gravitational-Wave Observation

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本研究では， (1) 現在稼働している重力波望遠鏡KAGRAにおける非定常な重力勾配雑音の除去をおこなうこと, (2) 将来の重力波望遠鏡のための重力勾配雑音の低減手法の研究を推進すること，を目的とする．そのために， 0.1Hz付近という低いの周波数帯で，地面振動や大気揺らぎに起因する重力勾配変動を観測する，重力勾配計の開発を進めた．本年度は，熱雑音を避けるために低温下で動作し，かつ，外乱振動に対して強固である，シリコンモノリシック干渉計の開発を進め，その部品の調達，各コンポーネントの低温環境試験，モノリシック干渉計の構築系の開発を進めた上で，干渉計動作を実現した．干渉計の初期アラインメントにおいて調整が困難な箇所もあったが，忍耐強い調整と，補償光学系の検討も進め，今後の知見を蓄えた．また，低温懸架に用いるサファイアファイバのねじれモードの機械損失測定を進め，エネルギーの損失要因について系統的な調査を進めた．懸架系の振り子モードとのカップリングによって損失が増大している可能性を示唆する結果が得られ，系統的な測定，計算の両面からの研究を進めた，さらに，従来のレーザー干渉計を用いた波面センサの性能を向上させる改良型WFSの開発を進め，その原理実証実験を行うとともに，能動防振系に組み込むための傾斜計の開発を進めた．また，重力勾配計のねじれ振り子部の概念設計検討の一環として，必要となる要素技術の洗い出しとトレードオフ検討を進めた．