実証型ＴＯＢＡ重力波検出器の開発とそれを用いた低周波重力波探査

示范TOBA引力波探测器的研制及低频引力波探测

• 批准号: 12J07531
• 负责人: 正田 亜八香
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J07531/
• 关键词: 重力波; ブラックホール連星; ねじれ振り子; 検出器開発

本研究では、地上でも低周波数帯に感度を持つ次世代ねじれ振り子型重力波検出器Phase-II TOBAを開発し、200ソーラーマスをもつ中間質量ブラックホール連星からの重力波を初探査した。TOBAとは、2本のねじれ振り子をもつ重力波検出器であり、地上でも1Hz付近の重力波に感度を持つことが大きな特徴である。TOBAは中間質量ブラックホール連星などを観測ターゲットとし、これによって巨大質量ブラックホール、ひいては我々の銀河の進化過程の解明が期待されている。これまでに最初のプロトタイプが開発され、原理検証や初観測が行われていた。本研究では、感度向上のためのアップグレードや技術確立のため、Phase-II TOBAの開発を行った。ここでは能動防振系と受動防振系を取り入れる事で地面振動からのカップリング雑音を低減し、1～10Hzで最大約100倍感度を向上させたほか、ねじれ振り子の複数の回転モードをモニターする事で1台で独立な3信号を得る、multi-output systemの提唱・実証を行った。multi-output systemによって、従来は存在していた死角がなくなり、重力波の検出頻度を向上させられるほか、重力波が検出された際にはより少ない検出器で重力波源の方法を決定できるようになる。この手法によって、低周波重力波天文学をより低予算でも展開させる事が可能になる。これらによって、今後のアップグレードにおいても基本となる懸架技術を確立させた。また、開発した検出器を用いて24時間の連続観測を行い、200ソーラーマスをもつ中間質量ブラックホール連星からの重力波を世界で初めて直接探査した。探査では信号は非検出であったが、初めて観測による制限をつけた。

In this paper, we investigate the gravity waves in the low-frequency band on the ground and in the next generation. The oscillator type gravity wave detector Phase-II TOBA is developed and 200 is developed. TOBA TOBA is expected to shed light on the evolution of the Milky Way by measuring the intermediate mass of the galaxy. This is the first time that we have developed, tested, and tested this. This study aims to establish a new technology for the development of phase-II TOBA. The active vibration isolation system and the passive vibration isolation system are adopted to reduce the ground vibration, reduce the noise from 1 Hz to 10Hz, increase the noise from 1 Hz to 100 Hz, and obtain the independent signal from 1 unit to 3 Hz. multi-output system, gravity wave detection frequency, gravity wave detection frequency. With this approach, it is possible to develop low-frequency gravitational-wave astronomy with low predictions. The basic suspension technology is established in the future. The gravity wave of the star is detected directly in the first place in the world by using the detector in the middle of 24 hours. The detection signal is not detected, and the initial detection is limited.

项目成果

次世代ねじれ振り子型重力波検出器(Phase-II TOBA)の開発

下一代扭摆引力波探测器研制（二期TOBA）

• 发表时间: 2014
• 作者: 正田亜八香;手嶋航大;桑原祐也;小森健太郎;麻生洋一;安東正樹
• 通讯作者: 安東正樹

Torsion-bar Antenna and Its Collaboration with Interferometers

扭杆天线及其与干涉仪的配合

• 发表时间: 2013
• 作者: 正田亜八香;安東正樹;石徹城晃司;岡田健志;麻生洋一;坪野公夫;Ayaka Shoda
• 通讯作者: Ayaka Shoda

次世代ねじれ振り子型重力波検出器（Phase-II TOBA）の基本概念設計

下一代扭摆引力波探测器（二期TOBA）基本概念设计

• 发表时间: 2013
• 作者: Ayaka Shoda;Masaki Ando;Koji Ishidoshiro;Kenshi Okada;Wataru Kokuyama;Yoichi Aso;and Kimio Tsubono;正田亜八香，安東正樹，石徹白晃治，岡田健志，麻生洋一，坪野公夫
• 通讯作者: 正田亜八香，安東正樹，石徹白晃治，岡田健志，麻生洋一，坪野公夫

A New Setup for Torsion-bar Antenna

扭杆天线的新装置

• 发表时间: 2013
• 作者: A. Shoda;M. Ando;K. Ishidoshiro;K. Okada;Y. Aso;K. Tsubono
• 通讯作者: K. Tsubono

Search for a stochastic gravitational-wave background using a pair of torsion-bar antennas

• DOI: 10.1103/physrevd.89.027101
• 发表时间: 2013-11
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: A. Shoda;M. Ando;K. Ishidoshiro;K. Okada;W. Kokuyama;Y. Aso;K. Tsubono