小型のレーザー干渉計を用いた空間の異方性の測定

使用小型激光干涉仪测量空间各向异性

基本信息

批准号：
09874056
负责人：
佐藤孝
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

一般相対性理論で予言された重力波の検出には、より高精度化されたマイケルソン-モーレイの干渉計等の干渉計が有望であることが言われるようになり、現在、数kmの長さの巨大な干渉計を用いた重力波天文台の実現を各国が検討している。しかし、その建設費用は膨大なものになるだけではなく、雑音の除去、レーザーの高安定化等解決しなければならない問題は数多い。それに対し、米国コロラド大学の水島教授は、フーコーの振り子や回転する小型のレーザー干渉計を用いた測定で、一般相対性理論から導かれる力を比較的簡単に確認できるとの理論計算を示されている。本研究では、まずフーコーの振り子の実験を行い、水、島教授の理論計算の一般相対性理論から導かれる力によるものと比較検討した。次に、回転する干渉計の製作における問題点を検討した。この時、空間の異方性により干渉計が振動できるような状態のまま回転させると、空間の異方性を10^<-14>程度の精度の実験でも十分観測できるようになると計算されている。この振動可能な干渉計の製作を行うため、この回転する小型のレーザー干渉計に必要なレベルまで発振波長が安定化された半導体レーザーの製作を行った。現在コロラド大学の水島教授等も検討を開始している。我々は水島教授等と共同して、この空間の異方性の測定をこれまでの半導体レーザの波長安定化の実験系と実験技術を用いて始め、理論解析に従いより精度の高い実験を行うための予備的実験を開始した。平成11年4月からは観測装置を国立天文台水沢観測センターに設置して観測を行う予定である。

已经说过，更准确的干涉仪，例如迈克尔森 - 摩雷干涉仪，有望检测相对论一般理论预测的引力波，而国家目前正在考虑使用巨大的干涉仪长达几公里的大型干涉仪来实现引力波动仪。但是，施工成本不仅是巨大的，而且需要解决许多问题，例如消除噪声和改善激光稳定性。相比之下，美国科罗拉多大学的Mizushima教授表明，使用Foucault的摆和较小的旋转激光干涉仪，确认从一般相对论得出的力得出的力相对容易。在这项研究中，我们首先进行了福柯的摆锤的实验，并将其与Mizu教授和Shima理论计算的相对论一般理论得出的力进行了比较。接下来，检查了旋转干涉仪的制造问题。目前，如果干涉仪由于空间各向异性而能够振动而旋转，则可以计算出，即使具有约10^<-14>精度的实验也可以充分观察到空间的各向异性。为了制造这种振动干涉仪，制造具有稳定的振荡波长的半导体激光器达到该小型旋转激光干涉仪所需的水平。 Mizushima教授和科罗拉多大学的其他人目前正在开始学习。通过与先前的实验系统和实验技术来稳定半导体激光器的波长，我们开始与Mizushima教授和其他人合作测量太空中的这种各向异性，并开始进行初步实验，根据理论分析进行更准确的实验。从1999年4月开始，观察设备将安装在国家天文观测办公室的米济岛观察中心进行观察。