Report about meeting with Namiki Precision Jewel Co.,Ltd Kazuhiro Yamamoto Institute for Cosmic Ray Research The university of Tokyo I will explain cryogenic payload in 10 minutes. LCGT cryogenic payload meeting 26 October 2011

Introduction Surface Activation Bonding : One of candidates of sapphire-sapphire bonding Musashino Engineering Co.,Ltd (introduced by N. Ohmae) http://www.musashino-eng.co.jp/ High quality polish is necessary. K. Miyamoto (president of Musashino) introduced Namiki Precision Jewel Co., Ltd OK, what is cryogenic payload ? This is the cross section of tunnel of LCGT. This tall tower is vibration isolation system. There is cryogenic payload under this vibration isolation. Cryogenic payload is in cryostat. Payload includes mirror, which is the most important part of gravitational wave detector.

Meeting at Namiki Date : 2011 October 11 (Tue) Place : Namiki Precision Jewel Co., Ltd About 10 minutes bus trip from Akabane station http://www.namiki.co.jp/ Namiki : Y. Yaguchi (President) K. Sunagawa (Director of research institute) Y. Shimizu(Vice director of research institute) K. Hayakawa (Sales) Musashino : K. Miyamoto (President) LCGT : T. Suzuki, K. Yamamoto This is the schematic view of payload. It is surrounded by radiation shield. This is the triple pendulum. At that bottom, you can find mirror, this red circle. Here are heat links made from aluminum to cool cryogenic paylaod.

Meeting at Namiki We discussed not only polish but also other issues of sapphire. Huge bulk of sapphire 25 cm diameter cylinder : possible ! It is worth to measure optical absorption. (2) Optical absorption at 1064 nm Mo from crucible Cryogenic payload is an essential part of cryogenic interferometer. This includes main mirror ! However, it is on the border line between vibration isolation and cryogenic sub-groups. As Kentaro mentioned yesterday, some problems happens on or around border. So, I am assigned to manage the development of cryogenic payload.

Meeting at Namiki (3)They know persons and details of techniques of CSI well. (4) Polish : Micro roughness is limited by crystal structure. Ra ~ 0.06 nm Wide area (6 inch) What is our plan in long term ? The first step is prototype cryostat and payload. They will be constructed by March 2013 in this Kashiwa campus. Main target is test of cooling. We check whether mirror could be cooled enough. However, almost all fundamental items should be checked using this prototype. After we check it carefully, the test in LCGT cryostat in Kamioka mine will be started.

Meeting at Namiki (5) Machining fiber and strange shape possible ! Budget of prototype of cryostat and payload is a part of Leading Edge Research Program. But we must make effort to obtain more budget. Of course, any supports are welcomed. I would like to mention that cryogenic payload is one of the key issues of international collaboration as Kuroda sensei showed yesterday. For example, IRSES program to exchange researcher in Europe is accepted. Cryogenic payload is one of main items in this program. Moreover, the other proposal for cryogenic payload is in progress in U.S.A. Ears without bonding ? Design and discussion are necessary.

Meeting at Namiki (6) その他 接合用サンプル作ってもらうことに。 a軸、m軸、c軸同士の接合を行う。 　　接合用サンプル作ってもらうことに。 　　　　　　　　　　a軸、m軸、c軸同士の接合を行う。 　　ファイバーの評価は難しい。 　　　　　　　　　　こちらでやるしかないのでは。 　　ファイバー：不純物、気泡、欠陥、傷に注意。 　　劈開についてはR面で起こるとのこと。 　　　　　具体的な数値必要。

サファイア棒2mm切断の際の割れ Moltech製c軸成長2mmの棒をダイアモンドホイールで切断した時、中途から斜めに割れた。 2箇所切って、2回とも同じような割れ方であった。 サファイアに劈開（cleavage）性は無いと言われているが、割れ易い方向はあるようだ。天然結晶では裂開（parting）という双晶面に沿った割れを起こすものがあるようだ。 並木精密宝石にはR面に沿って割れると言われた。R面[1,-1,0,2]、格子定数a=0.476nm, c=1.299nmとすると、c軸とR面法線の角度は1.01rad= 57.6°になる。

サファイア結晶構造模型 正八面体ブロックを積み重ねる。 1つのブロックでは1個のAlに6 個のOが配位。頂点のOが4個 のブロックで共有されるように積 み重ねる。（斎藤） R方向に近いか？ コランダム（AIST結晶構造ギャラリー） A方向？

今後の方針について 1/4実証機に向けて

山元がparameterをまとめる 関口：既にモデル提供 東谷：マスの材質調査 　　　　（コスト含む）

シミュレーション関連 熱解析：榊原、小池 振動解析：関口、（小池） 手つかずのもの 熱雑音 ： 山元 Local control (damping) ： ???

アクチュエータ、センサ どんな種類のものをどこへ？ 雑音からレンジも決まる。 それを境界条件に他のことを 決めるしかない。 誰が？

実験関連 ボルファ（低温と常温の境）の 熱伝導率測定　：　鈴木 低温用縦防振バネ：石崎

Riccardoの提案 triple pendulumから double pendulumへ

Riccardoの提案 動機：温度に敏感な縦防振バネの あるplatformをシールドの外へ ヒートリンク：シールド -中間マスのリコイルマス -中間マス 一見防振効果あり

Riccardoの提案 中間マスのリコイルマス-中間マス ヒートリンク：固くなる 半円弧状でなくU字型？ 固さは具体的に どうなのか？

Riccardoの提案 その他の問題 構造が複雑 熱雑音 他には？