Reduction of Gravity-Gradient Noise for Gravitational-Wave Observation

减少引力波观测的重力梯度噪声

• 批准号: 22H01246
• 负责人: 安東 正樹
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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-22H01246/
• 关键词: 重力波; 重力勾配雑音; ねじれ振り子; レーザー干渉計; 低温; 重力波望遠鏡; 低温干渉計; 防振

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．

This study で は, (1) is now standing grain 働 し て い る gravitational wave telescope KAGRA に お け る unsteady な hook with gravity 雑 sound の remove を お こ な う こ と, (2) the future の gravitational wave telescope の た め の hook with 雑 sound の low gravity reduction technique を の research advance す る こ と, を purpose と す る. そ の た め に, pay nearly 0.1 Hz と い う low い の cycle for 帯 で, ground vibration や big 気 揺 ら ぎ に cause す る hook with gravity - move を 観 measuring す る, hook with gravity meter の open 発 を into め た. This year は, avoid hot 雑 sound を け る た め で に low temperature action し, か つ, random vibration outside に し seaborne て strong で あ る, シ リ コ ン モ ノ リ シ ッ ク dry involved meter の open 発 を め, そ の part の adjustable, each コ ン ポ ー ネ ン ト の low temperature environment test, モ ノ リ シ ッ ク dry involved meter の building started の 発 を into め た で, dry involved meter movement を be presently し た. Early dry involved meter の ア ラ イ ン メ ン ト に お い て adjustment が what difficulty な も あ っ た が, strong endurance い adjust と, compensation optics の 検 for も into め, future の knowledge を え storage た. に use い ま た, cryogenic suspension る サ フ ァ イ ア フ ァ イ バ の ね じ れ モ ー ド の mechanical loss determination を め, エ ネ ル ギ ー の losses by に つ い て system を な investigation into め た. Suspension の vibration り son モ ー ド と の カ ッ プ リ ン グ に よ っ て loss が raised bigger し て い を る possibility in stopping す る results ら が れ, な determination system, computing の struck surface か ら を の research into め た, さ ら に, 従 to の レ ー ザ ー dry involved meter を with い た wave セ ン サ の performance を upward さ せ る altered WFS の open 発 を め, The principle of the そ system is verified and verified in the を field of うとと うとと に. The dynamic vibration damping system is in the に group and the み込むため tilting meter is developed in the を field of めた. ま た, hook with gravity meter の ね じ れ vibration り radical 検 の conceptual design for one ring の と し て, necessary と な る elements technology の wash い し と ト レ ー ド オ フ beg を 検 into め た.

项目成果

Angular trapping of a linear-cavity mirror with an optical torsional spring

• DOI: 10.1103/physreva.106.013514
• 发表时间: 2021-10
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: T. Kawasaki;K. Komori;Hiroki Fujimoto;Y. Michimura;M. Ando

The Current Status of Torsion-Bar Antenna (TOBA) Experiment

扭杆天线（TOBA）实验现状

• 发表时间: 2022
• 作者: Satoru Takano;Ching Pin Ooi;Yuka Oshima;Yuta Michimura;Masaki Ando:
• 通讯作者: Masaki Ando:

ねじれ振り子型重力波望遠鏡TOBA(Phase-III)の開発(38): 低温モノリシック干渉計の開発と観測

扭摆引力波望远镜TOBA的研制（第三期）（38）：低温整体干涉仪的研制和观测

• 发表时间: 2023
• 作者: 青山愛;平野弘之;渡邉信元;長田裕之;仙波憲太郎;高野哲，大島由佳，Ooi Ching Pin，Minseo Choi，Cao Mengdi，道村唯太，安東正樹
• 通讯作者: 高野哲，大島由佳，Ooi Ching Pin，Minseo Choi，Cao Mengdi，道村唯太，安東正樹