スペース重力波アンテナ DECIGO計画 VII （設計・計画） 物理学会　＠首都大学東京 ２００７年３月２８日 川村静児，安東正樹^A^，高橋龍一，中村卓史^B^，坪野公夫^A^，田中貴浩^B^，瀬戸直樹^C^，沼田健司^D^，船木一幸^E^，森本睦子，佐藤修一，青柳巧介^F^，我妻一博^A^，阿久津智忠^G^，阿久津朋美^H^，浅田秀樹^I^，麻生洋一^J^，新井宏二，荒瀬勇太^G^，新谷昌人^K^，井岡邦仁^B^，池上健^L^，石川毅彦^E^，石徹白晃治^A^，市來淨與^A^，伊東宏之^M^，伊藤洋介^N^，井上開輝^O^，植田憲一^P^，榎基宏，戎崎俊一^Q^，江里口良治^R^，大石奈緒子，大河正志^S^，大橋正健^H^，大原謙一^T^，奥冨聡^A^，小野里光司^A^，鎌ヶ迫将悟^A^，河島信樹^U^，川添史子^V^，神田展行^W^，雁津克彦^B^，木内建太^F^，桐原裕之^A^，工藤秀明^A^，國中均^E^，國森裕生^M^，クラウス・ヴェルナー^M^，黒田和明^H^，小泉宏之^X^，郡和範^Y^，苔山圭以子^V^，古在由秀^Z^，小嶌康史^AA^，固武慶，小林史歩^AB^，西條統之^AC^，坂井真一郎^E^，阪上雅昭^AD^，阪田紫帆里^V^，佐合紀親^AE^，佐々木節^AF^，佐藤孝^S^，柴田大^R^，真貝寿明^AG^，杉山直^AH^，宗宮健太郎^AI^，祖谷元^AJ^，高野忠^E^，高橋走^A^，高橋忠幸^E^，高橋弘毅^AI^，高橋竜太郎，高森昭光^K^，田越秀行^AE^，田代寛之^B^，谷口敬介^AK^，樽家篤史^A^，千葉剛^AL^，辻川信二^AM^，常定芳基^AN^，徳田充^W^，徳成正雄^A^，豊嶋守生^M^，内藤勲夫^AO^，中尾憲一^W^，中川憲保^A^，中須賀真一^X^，中野寛之^AP^，長野重夫^M^，中村康二，中山宜典^AQ^，西澤篤志^AD^，西田恵里奈^V^，西山和孝^E^，丹羽佳人^AD^，橋本樹明^E^，端山和大^AP^，原田知広^AR^，疋田渉^AF^，姫本宣朗^A^，平林久^E^，平松尚志^A^，福嶋美津広，藤本眞克，二間瀬敏史^AS^，細川瑞彦^M^，堀澤秀之^AT^，前田恵一^F^，松原英雄^E^，三浦純一^P^，蓑泰志^AU^，宮川治^AU^，三代木伸二^H^，向山信治^A^，武者満^P^，森岡友子^V^，森澤理之^B^，森脇成典^AV^，柳哲文^W^，山川宏^AW^ ，山崎利孝，山元一広^H^，横山順一^A^，吉田至順^F^，吉野泰造^AO^ 国立天文台，東大理^A^，京大理^B^，UCI^C^，NASA^D^，JAXA-ISAS^E^，早大理工^F^，東大天文^G^，東大宇宙線研^H^，弘前大理工^I^，Columbia Univ.^J^，東大地震研^K^，産総研^L^，NICT^M^，Univ. of Wisconsin^N^，近大理工^O^，電通大レーザー研^P^，理研^Q^，東大総合文化^R^，新潟大工^S^，新潟大理^T^，近大KLC^U^，お茶大理^V^，阪市大理^W^，東大工^X^，Lancaster Univ.^Y^，ぐんま天文台^Z^，広大理^AA^，Liverpool JMU^AB^，Univ. of Southampton^AC^，京大人環^AD^，阪大理^AE^，京大基研^AF^，大工大情報^AG^，名大理^AH^，AEI^AI^，AUTH^AJ^，Univ. of Illinois^AK^，日大文理^AL^，群馬高専^AM^，東工大理^AN^，無所属^AO^，CGWA^AP^，防衛大^AQ^，立教大理^AR^，東北大理^AS^，東海大工^AT^，Caltech^AU^，東大新領域^AV^ ，京大生存研^AW^

スペース重力波アンテナDECIGO計画 ３つのトーク VII 設計・計画 川村 VIII サイエンス 高橋（龍一） IX　 DECIGOパスファインダー 安東

DECIGOとは？ Deci-hertz Interferometer Gravitational Wave Observatory LISAと地上検出器の帯域のギャップを埋める 超高感度の実現が可能！ 10-18 10-24 10-22 10-20 LISA 地上検出器(e.g. LCGT) Strain [Hz-1/2] DECIGO 白色矮星連星からの重力波雑音 10-4 10-2 100 102 104 Frequency [Hz]

予備概念設計 光共振器を使う アーム長：1000 km ミラー直径：1 m レーザー波長：532 nm フィネス：10 レーザーパワー：10 W ミラー質量：100 kg 光共振器 光検出器 光共振器 レーザー 光検出器 ドラッグフリー衛星

なぜ光共振器型？ ベスト感度を上げるため！ ショットノイズ f1 アーム長を短くする 輻射圧雑音 f-2 重力波感度 ショットノイズ 例えばLISA ショットノイズ 光共振器を組み込む ベスト感度を上げるため！ 周波数

ドラッグフリー衛星と干渉計制御 ミラーと衛星間の変位信号 ローカル 衛星A 衛星B センサー ミラー スラスター スラスター アクチュエーター ミラー間の変位信号 （重力波信号！）

軌道とコンステレーション（案） 地球 背景重力波検出のため相関を取る レコード盤軌道 太陽 角度分解能を上げる

DECIGOの狙う重力波源とサイエンス 巨大ブラックホール 形成のメカニズム解明 最近の進展⇒ 高橋（龍一）’s Talk ダークエネルギーの制限 インフレーションの検証

LCGTとDECIGOの関係 LCGT DECIGO 時間 重力波の周波数 LCGTとDECIGOの違い： 目的 タイムスケール 狙う重力波源 重力波の周波数 LCGT 高い 重力波の検出 DECIGO 低い （準備期間） 重力波天文学の創成

検出器の感度，重力波源，サイエンス DECIGO LCGT 重力波源： 宇宙論的現象 サイエンス： 検出頻度： 常時～105個 重力波源： 10-19 10-20 10-21 10-22 10-23 10-24 10-25 10-26 重力波源： 宇宙論的現象 サイエンス： 巨大BHの形成 ダークエネルギー インフレーション 検出頻度： 常時～105個 重力波源： 天体現象 サイエンス： 一般相対論の検証 爆発のメカニズム ガンマ線バースト 検出頻度： 年間～10個 1000 M◎ z=1 ブラックホール連星 超新星爆発 20Mpc 合体 ５年前 合体 10 M◎ 400Mpc ストレイン [Hz-1/2] 中性子星連星 z=1 100Mpc 合体 銀河内 パルサー ２台の相関 ３年間 インフレーション背景重力波 10-3 10-2 10-1 1 10 102 103 104 周波数 [Hz]

ロードマップ 重力波の検出 重力波天文学の創成 ▲ TAMA LCGT CLIO R&D DPF Pre-DECIGO DECIGO 地上 2000 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 地上 ▲ スペース TAMA LCGT CLIO 重力波の検出 R&D DPF Pre-DECIGO DECIGO 詳細⇒安東’s Talk 重力波天文学の創成

特定領域への申請 DECIGOによる重力波天文学の確立へ 特定領域：宇宙空間を利用した低周波重力波天文学の開拓 A02： パルサータイミング A01：DECIGO ア：那須 ア：パスファインダー 同時観測 要　　素　　技　　術　　の　　開　　発 イ： シミュレータ エ： ドラッグフリー カ： 光源 研究協力 ウ： 測距技術 オ： スラスター キ： 周波数安定化 イ：鹿島 クワイヤーメント・インターフェース X00： 総括班 理論予想・データ解析 理論予想・データ解析 調整 A03：理論・解析 ア： 理論 イ： シミュレーション ウ： データ解析

DECIGO暫定組織

まとめ DECIGOにより非常に頻度の高い重力波検出が可能となる それによりさまざまな新しいサイエンスが得られる 特定領域に申請中 要素技術の開発と、パスファインダーによる実証試験