低温懸架系の開発

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本研究は本特定領域研究の他の計画研究と協力して100m基線長の低温レーザー干渉計(CLIO)を実現させるものである。今年度、低温懸架系を設置する前に、まず干渉計を構成する4基の低温鏡用真空容器内における振動がパルス管冷凍機運転によってどのように影響を受けるかを測定した。真空容器内上部フランジ(室温)に小型のレーザー振動計を設置、冷凍機運転時と休止時における神岡地面振動スペクトルに変化があるかどうか解析した。その結果、パルス管冷凍機を運転しても影響がないことを確認した。このことは神岡地下実験場で機械式小型冷凍機が他の実験装置に影響を与えずに使用可能であることを意味する。昨年度までに4基の真空容器へ設置した計10台の低振動パルス管冷凍機の単独冷却能力試験を行い、すべての冷凍機が所定の冷凍能力を発揮し、低温真空容器の最内層シールドは所定の8Kで冷却され、真空パイプの輻射シールドは50Kで冷却されることを確認した。引き続き、4基の真空容器内に直径100mm、厚さ10mmのサファイア鏡を設置した。この低温鏡は細くてやわらかい高純度アルミ細線で防振を施した中間温度質量から吊られている。この中間温度質量は最内層シールドに熱的にリンクしている。最内層シールド、中間温度質量、サファイア低温鏡の各部には極低温シリコン温度センサーが着けられ冷却状態をモニターした。パルス管冷凍機を運転してからほぼ5日でサファイア鏡は21Kまで冷却され、その時の温度はそれぞれ、8K(最内層シールド)、11K(中間温度質量)であり、ほぼ設計とおりの温度であった。