レーザー干渉計重力波検出器のための量子非破壊計測の研究

激光干涉引力波探测器无损量子测量研究

• 批准号: 21740201
• 负责人: 阪田 紫帆里
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Astronomical Observatory of Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21740201/
• 关键词: 重力波; 相対論; 重力(実験)

本研究の目的は、次世代型重力波検出器のために、量子非破壊計測の開発を行い、世界で初めて輻射圧雑音の観測と低減を行うことである。本研究では、質量20mgの超軽量鏡を用いて、輻射圧雑音の影響を増幅し、その検出を容易にするという、世界でも類を見ない独創的な手法を用いる。実験セットアップでは、光の輻射圧雑音を観測するために、光の輻射圧を大きくしている。この時、光共振器内での光の輻射圧の反バネ効果により、鏡が回転方向に揺らされることが確認できる。この効果は、次世代型重力波検出器でも問題なることが理論的に予測されている。本実験でこの理論の正しさを証明することは、本研究だけではなく、次世代重力波検出器のためにも貢献できる重要な結果となる。そこで、本年度の研究実施計画の1つ目として、この効果を測定し論文に投稿することにした。結果、この測定は成功し、論文はS Sakata et al., Phys. Rev. D 81, 064023 (2010)に掲載された。2つ目の研究実施計画は、光のパワーを増幅させると、この測定された輻射圧による効果により、難しくなる鏡の姿勢制御を解決するために、感度と制御の両点を考慮して見つけ出し、実験的に証明することである。この解決策は、本研究の目標の輻射圧雑音の観測と低減を実現するために、最も重要な技術となる。その解決方法として、実験セットアップの制御系のブロックダイアグラムと伝達関数を用いて計算を行い、その計算結果から、超軽量鏡に曲率を付けて共振器を組むことを決めた。今後は、この方法に基いて実験を開始し、輻射圧による効果の制御を行う。

The purpose of this study is to develop the next generation gravity wave detector and quantum non-destructive measurement, and to reduce the radiation pressure in the world. In this study, the effects of radiation and noise were increased by using a 20mg ultra-high-resolution microscope, and the effects of radiation and noise were easily detected and observed in the world. The radiation pressure of light is measured by the radiation pressure of light. This time, the light radiation pressure in the optical resonator and the reflection effect, the mirror and the return direction are confirmed. The result is that the next generation gravity wave detector is a problem of theoretical prediction. This paper proves the correctness of the theory and the important results of this study. This year's research implementation plan includes the following items: Results, S Sakata et al., Phys. Rev. D 81, 064023 (2010). 2. The research implementation plan of the project is to increase the amplitude of the light, to measure the radiation pressure, to solve the problem of the attitude control of the mirror, to consider the sensitivity and control points, and to verify the results. The solution is the most important technology for the measurement and reduction of radiation noise. The solution is to calculate the curvature of the resonator by using the calculation method. In the future, this method will be based on the beginning of the process, radiation pressure and effect control.