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LCGT 詳細設計と R&D

LCGT 詳細設計と R&D. 大橋 正健 東大宇宙線研. LCGT の基本設計 - これまで -. 感度は主に 量子雑音 ( 散射雑音 ・ 輻射圧雑音 ) で決まる. 基線長 3km レーザー光源 100W リサイクリングゲイン 50 腕 j 共振器フィネス 100 (fcav=250Hz) サファイアミラー 50kg, Q=10 8 , 30K コーティングの熱雑音を考慮 懸架振り子 1Hz, Q=2x10 8 , 10K

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LCGT 詳細設計と R&D

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Presentation Transcript

  1. LCGT詳細設計とR&D 大橋 正健 東大宇宙線研

  2. LCGTの基本設計 - これまで - • 感度は主に 量子雑音(散射雑音・輻射圧雑音)で決まる 基線長 3km レーザー光源 100W リサイクリングゲイン 50 腕j共振器フィネス 100 (fcav=250Hz) サファイアミラー 50kg, Q=108, 30K コーティングの熱雑音を考慮 懸架振り子 1Hz, Q=2x108, 10K SASによる防振系

  3. 干渉計方式と量子雑音 • 様々な干渉計方式 • DRMI, SR, RFPMI, RSE, ExRSE • 量子雑音 (散射雑音・輻射圧雑音)は、 • 腕パワーと信号帯域幅で決まる • 干渉計方式には拠らない (水野の推論、A. Buonannoの計算 detuningしない場合) • 干渉計方式の決定材料 • 実現可能な腕パワーと信号帯域幅 • その他の要因 • 基材での発熱 • 制御の容易さ

  4. 腕パワー・信号帯域幅と量子雑音 散射雑音 • 量子雑音 (散射雑音・輻射圧雑音) は、 腕パワーと信号帯域幅で決まる 輻射圧雑音

  5. BS入射 < 2800W 干渉計入射パワー100Wなら PRG < 28 EM反射パワー < 10MW 設計の基本方針・境界条件 • 基本方針 • 腕パワーと信号帯域幅 1.4 Mo の連星合体に対する感度を基準に決定 • SNR=10で、200Mpcのイベントを捕らえられること • 可能ならさらに遠くまで見れるよう最適化すること • 境界条件 (20Kへの冷却能力 1W) • 基材内での発熱 • 熱吸収(サファイア) 20ppm/cm • 基材の厚さ 18cm • コーティングでの発熱 • 熱吸収 0.1ppm 以前のデザインのPRG=50は不可能 → RSE, ExRSE が現実的

  6. 連星合体に対するSNR • 連星合体をSNR=10で検出できる距離 • 1.4Mo イベントに対して、244 Mpc

  7. Old design 最適化後の感度曲線 • 現実的なパラメータ範囲でほぼ最適化 • 腕内パワー 830 kW, 信号帯域幅 200 Hz 腕共振器フィネス : 1250 PRG : 10 SBG : 10

  8. 連星合体に対するSNR • 連星合体をSNR=10で検出できる距離 • 1.4Mo イベントに対して、244 Mpc

  9. 目標感度を達成できるか？

  10. 目標感度が達成されれば重力波をとらえられるのか？目標感度が達成されれば重力波をとらえられるのか？

  11. 同位置の2台でFirst detectionは可能か？

  12. 200Mpcで0.1events/year？

  13. LISAとの関係は？

  14. Advanced LIGOとは？

  15. Advanced LIGO Development Team

  16. CLIO 建設サイト（神岡鉱山内） カムランド スーパーカミオカンデ N 暗黒物質検出器 LISM(20m) CLIO

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