神岡での重力波観測 大橋正健 and the LCGT collaboration 旅費 １，１４０千円 研究費 １６０千円 （地球物理とCLIO） 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
LCGTの開発研究 LCGT計画 TAMA（国立天文台三鷹キャンパス） CLIO（神岡宇宙素粒子研究施設） 1995年建設開始 1999-2004年まで感度向上実験および観測 2004年以降 感度向上のため低周波防振装置を導入 TAMA（国立天文台三鷹キャンパス） CLIO（神岡宇宙素粒子研究施設） 2003年建設開始 2006年以降実証テスト中 ・神岡の地下設置（地下の安定性） ・低温に保つ冷凍機の連続運転 これらの実証実験を通して、本格的な重力波望遠鏡を建設、運転するノウハウを蓄積。 LCGT計画 2 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19 2 2
Illustrated by Dr. Miyoki 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
CLIO Sapphire Mirror Substrate: Crystal Systems (US) Polish: CANON (Japan) Coating: JAE (Japan) R=99.9% Diameter 100mm Thickness 60mm (same as TAMA mirrors) 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
CLIO Cryostat for end mirror 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
Low vibration Pulse Tube refrigerator developed by KEK and SUMITOMO 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
Cooling test and achieved temperature Several days are necessary for mirror cooling. 63K Measured by Dr. Uchiyama 8.8K 12.9K 45K 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
Cryogenic suspension system Basic design is double pendulum Intermediate mass Mirror 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
Cooling method by a cryocooler 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
Noise budget at room temperature Thermal noise of suspension Thermal noise of mirror Current sensitivity is limited by thermal noises 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
CLIOの変位感度 - 常温の熱雑音レベルに到達 - ●ワイヤーをより細いものに変更し、ワイヤー共振群を感度の一番いいところからずらした。（同時に低周波見積もり感度がより下がる。このおかげで鏡の熱雑音が見えやすくなった。） ● 400Hz以上でRF関係の雑音を特定し、Shot雑音に到達。 ●400Hzから20Hzまでの雑音を特定し、除去。 さらに ● 400Hzから20Hzまでで、ビームセンターリングで、ピッチ振動起因の雑音を低減。 ●鏡の常温熱雑音に接近（青点線）。 ●20Hzから70Hzも振り子のピッチか振り子の熱雑音の可能性大（緑点線）。 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19 11
世界の重力波観測装置との比較 -CLIO VIRGO GEO LIGO- 世界のkmスケールの干渉計と比較しても、変位感度は互角 Virgoは、Super Attenuatorのおかげで、低周波で断トツ。 LIGOはスペクトルのきれいさと、3台がほぼ同じ感度という点で優れる。 GEOは先進的Detection技術でShot雑音を低減。 当然Strainではｋｍクラスが圧倒的に有利。 世界はすでにAdvancedな重力波望遠鏡開発（感度10倍）を開始。 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19 12
Expected Noise Spectrum at 20K This curve is already realized 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19
まとめ CLIOは常温のデザイン感度を達成し、冷却中 ミラー冷却による感度向上、デジタル制御化が進行中 最近、Physical Review Letter誌にacceptされた 宇宙線研究所共同利用発表会 2009/12/19