重力波の基礎研究

引力波基础研究

• 批准号: 01306006
• 负责人: 早川 幸男
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Co-operative Research (B)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01306006/
• 关键词: 重力波; レ-ザ-干渉計; 星の重力崩壊; 中性子星; ブラックホ-ル; 高出力・超高安定レ-ザ-

重力波天文学を開拓するための研究計画を立て、それに基いて重点領域研究「重力波天文学」を申請した。超新星SN1987Aに伴う周期0.5msのパルサ-発見の報告に応じて、それから放射される4kHzの連続重力波を観測し得る最適検出法を研究した。それに従って共振型検出器が準備されたが、最近パルサ-の観測結果は混信によることが判明した。星の重力崩壊によって放射されるkHz帯の重力波パ-ストを観測し得るレ-ザ-干渉計の最適化と技術開発の目標を定めた。距離15Mpc以内(主に乙女座銀河団)では、重い星の重力崩壊が月に1回程度、連星中性子星の合体が年に1回程度起こると予想される。それに伴う重力波はh〜10^<-21>のパルス(hは時空の歪みの割合)に続いて準周期的振動をもつことが数値計算によって示された。この波形と重力崩壊過程及び崩壊後につくられる中性子星やブラックホ-ルの物理的性質との関係が明らかにされた。これらの理論的研究を基礎に、事象を観測するh〜10^<-21>の検出器から始め、波形を観測するh〜^<-22>の雑音限界を達成する干渉計の概念設計を行った。最適化によって基線長3km、折り返し回数約100を採用し、重力波に対する応答が波形を再現できることを確かめた。光子雑音を減らすためにkw級の超高安定レ-ザ-を開発し、調整を容易にするために光導入部を主干渉部を分離する方式を採用し、さらに光のリサイクリングによって光子雑音を1桁下げる。この設計思想に従って具体的研究計画を立てた。原理的に優れているFabry-Perot方式の干渉計を建設し、直接干渉を実現する。調整容易なDelay-Llne方式の基線を延ばし、長基線化に伴う問題点を解明する。高出力・超高安定のNdYAGレ-ザ-を開発する。この方針に従って研究グル-プを組織し分担課題を決めた。

Gravitational wave astronomy is a pioneering field of research. A study on the optimal detection method for the detection of continuous gravity waves with a period of 0.5 ms associated with supernova SN1987A The resonance detector is ready for detection, and the detection results are mixed. The purpose of gravity wave measurement in the kHz band is to determine the optimal development of gravity wave measurement. Within a distance of 15Mpc (the Milky Way), the gravity of the heavy star collapses, and the gravity of the neutral star combines. For example, when the gravity wave is h ~ 10^, the <-21>quasi-periodic vibration is calculated. The wave shape and gravity collapse process and the relationship between the physical properties of the neutral sub-star and the collapse are clearly related. The <-21>conceptual <-22>design of this system is based on theoretical research, event measurement, and sound measurement. The optimized base line is 3km long, the number of turns is about 100, and the gravity wave is accurate. Photon noise reduction and ultra-high stability- This design idea is based on a concrete research plan. Fabry-Perot design and implementation of the principle It is easy to adjust the baseline of Delay-Llne method, and the problem point of long baseline is solved. High output, ultra-high stability, NdYAG- This policy focuses on organizing research teams to share issues and decide on issues.

项目成果

Takashi Nakamura and Ken-ichi Oohara: "“Gravitational Radiation from Coalescing Binary Neutron Stars II-Simulationg Including Back Reaction Potential-"" Prog.Theor.Phys.82. 1066-1083 (1989)

Takashi Nakamura 和 Ken-ichi Oohara：““聚结双中子星 II 的引力辐射 - 包括反反应势的模拟 -””Prog.Theor.Phys.82.1066-1083 (1989)

Miyama,S.M.: "Criteria of collapse and fragmentation of rotating clouds" Highlights of Astronomy of the proceeding of IAU General Assembly XX. XX. 127-128 (1989)

Miyama，S.M.：“旋转云的塌缩和破碎的标准”国际天文学联合会大会第二十届会议的天文学亮点。

K.NAKAO,T.NAKAMURA,K.OHARA and K.MAEDA: "Numerical Study of Cosmic No Hair Conjecture I-Formalism and Linear Analysis-" Physical Review D(1990). D. (1990)

K.NAKAO、T.NAKAMURA、K.OHARA 和 K.MAEDA：“宇宙无毛猜想的数值研究 I-形式主义和线性分析-”物理评论 D（1990）。

A.Tomimatsu: "Gravitational Field in a Collision of Two Schwarzschild Black Holes." Gen.Rel.Grav.21. 1233-1247 (1989)

A.Tomimatsu：“两个史瓦西黑洞碰撞中的引力场。”

M.Sasaki and T.Nakamura: "“Gravitational Radiation from Extreme Kerr Black Hole"" General Relativity and Gravitation.

M.Sasaki 和 T.Nakamura：““来自极端克尔黑洞的引力辐射””广义相对论和引力。