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DECIGO による円偏光モードの観測 PowerPoint PPT Presentation


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DECIGO による円偏光モードの観測. 瀬戸直樹 (UC Irvine) 2007.4.18 第5回 DECIGO ワークショップ. スペース干渉計. N. Seto 2006, 2007. 地上干渉計. 樽家さんとの研究. Introduction. 背景重力波 重力相互作用:とても弱い、重力波:高い透過性 GWs: 極初期宇宙まで通過 ( EMWs z~1000 ) 超高エネルギー物理状態の化石があるかも? どうやって特徴付ける?( model-indep, 変なもの) スペクトル W GW (f) 非等方性 …… 円偏光

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DECIGO による円偏光モードの観測

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Presentation Transcript


Decigo

DECIGOによる円偏光モードの観測

瀬戸直樹 (UC Irvine)

2007.4.18

第5回DECIGOワークショップ

スペース干渉計

N. Seto 2006, 2007

地上干渉計

樽家さんとの研究


Introduction

Introduction

  • 背景重力波

    • 重力相互作用:とても弱い、重力波:高い透過性

      • GWs:極初期宇宙まで通過 (EMWs z~1000)

    • 超高エネルギー物理状態の化石があるかも?

    • どうやって特徴付ける?(model-indep, 変なもの)

      • スペクトル WGW(f)

      • 非等方性

      • ……

      • 円偏光

        (ストークス V パラメーター)

NASA


Decigo

ストークスパラメーター V

平面波展開

R,L

Right-handed

Left-handed

パラメーター I,Vの意味

I: intensity(WGW)>0

  • V:左右の振幅の非対称性(±)

  • パリティの破れ(e.g. gravitational Cern Simon term)

  • 等方成分を持つ(⇔直線偏光 Q±iU)


Decigo

どうやってVを測るか?

(等方成分)

V:二次のモーメント  2台の相関を取る

a

長時間積分が有効!

ha

オーバーラップ関数(感度)

(系の幾何学で決まる)

hb

b

干渉計を適当に配置して“回転”を捉えればいい

向き、位置、(時間差)

フーリエ空間では自動的に入ってくる


Decigo

配置と感度

オーバーラップ関数gの基本的性質

  • 2台が同一平面上: 高い対称性

面に対して対称な入射方向

全方向積分

a

b

V 信号がキャンセル

同符号

異符号

等方成分に感度なし

  • LISA,BBOの軌道:同一平面

BBO

LISA

100%偏光していても分からない!!


Decigo

軌道を少し変え、面対称性を破壊

軌道面をずらしてz成分を

持たせる(~1/1000rad)

偏光面のスナップショット

モノポール成分なので相対的な

位置だけが意味を持つ

B1

方向反転:時間反転

同じ寄与を持つ

有限Z-成分で感度

Phase shiftを利用


Decigo

IとVへの感度(どのくらい離せばいいのか)

D

最大距離Dと感度の変化

ΩGW

D=0 I00:maxV00:0

D=5 I00:7%↓V00:25%

ΩGW=const, 100%円偏光の場合(BBO:1年積分後)

ΩGWへの比較的小さな感度減少で

円偏光に感度を設定可能

25

50

75

100

距離     D[104 km]


Decigo

まとめ

  • 重力波:透過性が強い

    • 初期宇宙からの信号(?)

    • 汎用性を上げたい(どのような自由度?)

      • 重力波:天文学のフロンティア, “変なもの”:インパクト大

  • 円偏光(parity violationと関連)

    • 右巻き、左巻きの非対称性

    • 等方成分:干渉計面の対称性で相殺

      • DECIGO/BBO 今のままでは100%偏光でも識別不可

      • 軌道を微調整→検出可能 (ΩGWへの影響小さい)

  • What next (beyond ΩGW)?

    • 干渉計デザインと物理

      • 材料を集める

      • パラメーターの“最適な”設定


Decigo

I,Vの分離

面のずれ0.001rad程度

I+V

I-V

線形結合で分離可能


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