２００６年２月２２日 宇宙重力波干渉計検討会 - 小型衛星とDECIGO - 川村静児 国立天文台

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1 ２００６年２月２２日 宇宙重力波干渉計検討会 - 小型衛星とDECIGO - 川村静児 国立天文台

2 重力波とは？ まだ検出されていない！ ⇒検出すればノーベル賞確実 アインシュタインの一般相対性理論により予言 高速で運動する 物体から放射
伸びる 縮む 潮汐的な空間のひずみとして光速で伝わる まだ検出されていない！ ⇒検出すればノーベル賞確実

3 重力波を出す天体現象 中性子星やブラックホールの連星運動とその合体 超新星爆発 パルサー 宇宙初期 未知なる天体 重力波天文学

4 レーザー干渉計による重力波検出 重力波 レーザー 光検出器 ビームスプリッター ミラー

5 レーザー干渉計の利点： アーム長が長いほど 感度が高い
鏡 大きく縮む 小さく縮む 鏡 小さく伸びる レーザー 鏡 光検出器 大きく伸びる レーザー 鏡 光検出器

6 世界の大型干渉計 LIGO (4km) GEO (600m) TAMA (300m) LIGO (4km) VIRGO (3km)
AIGO (?km)

7 スペース重力波アンテナ 低周波で感度がよくなる 信号が低周波で増える 低周波ノイズが減る －地面振動や重力場の揺らぎノイズが小さい
－アーム長を長くできる －高周波では信号のキャンセルが起こる 低周波ノイズが減る －地面振動や重力場の揺らぎノイズが小さい 　　　低周波で感度がよくなる

8 LISA (Laser Interferometer Space Antenna)
NASAとESAの共同計画 1mHz～10mHzを狙うスペース重力波アンテナ アーム長：500万km 2015年打ち上げ予定 ⇒無期限延期

9 DECIGO DECI-hertz interferometer Gravitational wave Observatory
日本の将来のスペース重力波アンテナ LISAと地上検出器の狭間の周波数帯を狙う LISA DECIGO LCGT 周波数 [Hz]

10 白色矮星連星などからの重力波雑音が小さい！
DECIGOの周波数帯域 白色矮星連星などからの重力波雑音が小さい！  高感度の実現が可能 LISAの帯域から出て行った連星からの重力波 地上干渉計の帯域に入る前の連星からの重力波 中間質量ブラックホールの合体 宇宙の膨張加速度の直接計測 宇宙初期 全く新しい重力波源

11 DECIGOの予備概念設計 アーム長：1000 km レーザーパワー：10 W レーザー波長：532 nm ミラー直径：1 m
フィネス：10 光共振器 ドラッグフリー衛星

12 目標感度

13 DECIGO実現へのロードマップ LISA DECIGO 新特定
予備概念設計 R&D・概念設計・PF1予備設計 高度なR＆D・予備設計 最終設計・試験・製作 観測 新特定 DECIGO PF-1 試験・製作 観測 PF -1 PF-2 設計・試験・製作 観測 DECIGO PF -2 LISA LPF ESA主導 LISA 無期限延期 BBO 目標

14 DECIGO関連の計画研究の構成と全体の流れ
特定領域による研究 （デフォルト） パス ファインダー 概念設計 地上シミュレータ試験 パスファイダーの開発 特定領域による研究 （オプション） 計画研究 A02－ア （地上シミュレータ） 計画研究 A02－イ （パスファインダー） 要素技術の開発 計画研究 A02－ウ （測距技術） 計画研究 A02－エ （ドラッグフリー） 計画研究 A02－オ （光源） 計画研究 A02－カ （周波数安定化）