大型低温干渉計型重力波観測機ＫＡＧＲＡの開発

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KAGRAは、Michelson干渉計を利用し、重力波による二点間の距離変動を測定する重力波観測機である。干渉計を重力波観測器として稼働させるためには、干渉計を動作点に制御する必要があり、この制御を達成するためのシステムインテグレーション作業をコミッショニング作業と呼んでいる。報告者は、主干渉計のコミッショニング作業を先導して行ってきた。本年度では干渉計を構成する鏡の懸架システムの制御システムを改良し性能向上を達成した。2019年8月には、この性能向上によって、Fabry-Perot Michelson干渉計の制御を達成した。Fabry-Perot Michelson干渉計はKAGRA初の多自由度干渉計であり、１つ目の大きなマイルストーンであった。図2にこの際の感度を示す。KAGRAでの2020年度の最終目標は、1Mpc先の中性子星連星合体イベントで放出される重力波を観測できるだけの感度を達成することであった。Fabry-Perot Michelson干渉計での最初の達成感度では100pc程度の感度であり、大幅な感度向上が必要であった。KAGRAの感度は、レーザー光源の安定度や、懸架系の性能の更なる向上などによって2020年度後半に大きく向上していった。そのほぼ全ての作業において、報告者が主導し結果を残してきた。さらに、2月にはFabry-Perot Michelson干渉計に上記のPower recycling共振器を組み込んだPower recycled Fabry-Perot Michelson干渉計の制御に成功し、更なる感度向上を達成した。3/25現在では970kpcという感度を達成し、およそ5桁の感度改善を達成している。