低温懸架装置設計ミーティング 山元 一広 東京大学 宇宙線研究所 重力波推進室

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1 低温懸架装置設計ミーティング 山元 一広 東京大学 宇宙線研究所 重力波推進室 2011/7/22 @東京大学宇宙線研究所、柏、千葉
山元　一広 東京大学　宇宙線研究所　重力波推進室 At first, thank you for giving a chance talk here. In fact, I have been in Trento in 2002, eight years ago. I am happy because I can visit here again. OK, shall we start ? This is the title of my talk of today. Gravitational wave and detectors.

2 課題 (1)組立 (2)懸架できるか (3)制御できるか (4)冷却できるか (5)雑音は小さいか

3 課題（とりあえず） (4)冷却できるか (a)初期冷却時間（~1 月？） (b)光が当たっているときの鏡の温度（<20K）
ここでは以上の計算に必要な懸架系の概略を まとめ、確認する。 細かい数値は山元がまとめたうえwikiに近日中に 置く。 3

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6 冷却能力：既に温度との関数として計算ずみ（木村）。
それを使用。 熱負荷 (1)レーザー 　　Front mirrorを考える。 Substrate 20ppm/cm, coating 0.5 ppm (2)SASとの接合 　　熱伝導：ボルファ（直径1.5mm、長さ？）? 輻射：ボルファ？を通す穴 (3) 真空ダクトからの輻射(0.1mW)：どういれるか？

7 Inner shieldの形状 懸架系入るか？ シールドとプラットフォームの位置（heat linkの長さ）

8 構成要素 鏡、Recoil mass、 中間マス、Recoil mass(中間マス用)、 プラットホーム、Recoil mass(プラットフォーム) 最後のrecoil mass（プラットフォーム）は、熱的には 他の部分と切れているのでとりあえず考えない。 材質：鏡はサファイア 　　　　それ以外は（とりあえず）銅 　　　　プラットフォームのみ後で議論

9 構成要素をつなぐもの 鏡はサファイアファイバーで懸架 他は熱解析なのでheat link(純アルミ)のみ考える。 中間マス-プラットフォーム プラットフォーム-シールド Recoil mass(鏡)-中間マス Recoil mass(中間マス)-プラットフォーム 　（初期冷却を考えると同程度のheat linkが必要）

10 構成要素について 鏡 サファイア、（ほぼ）円柱、直径25cm、厚さ15cm、 　 質量30kg Recoil mass（鏡） 　　銅、円筒形、中に鏡が入る、重心は鏡の重心と 　　一致、鏡をつるファイバを通すためのきりかき 　　外形29cm、内径26cm、厚さ26cm、質量30kg

11 構成要素について 中間マス 銅、直方体、幅31cm、奥行20cm、高さ11cm、 　質量60kg Recoil mass（中間マス） 　　銅、上から見てロの字型、この中に中間マスが入る、 　　幅（外）44cm、)(中)35cm、 　　奥行（外）33cm、（中）24cm、高さ11cm、 質量60kg　　

12 構成要素について プラットフォーム 銅、直方体、幅44cm、奥行33cm、高さ4.7cm、 質量60kg 　薄い？ 　　銅とアルミ 　　密度：銅はアルミの3.3倍 　　単位質量当たりの比熱：銅はアルミの0.43倍

13 熱伝搬 　　熱伝導：当然考える 　輻射：榊原の計算によると初期冷却において 　　かなり重要。ANSYS（もしくは他の有限要素法） 　　でとりこむことは可能か？ 　対流：初期冷却でHe gasを入れた時？

14 ローマ大学のシミュレーション Astroparticle Physics 35(2011)67. 　　光が当たっているときの温度 　　調べた。 　　一番下の段のみ考える。 　　シリコン鏡を銅ワイヤーで吊る。 　　Marionettaに冷凍機直付。 　　冷凍機パワーと温度の関係も 　　考慮。

15 ローマ大学のシミュレーション Astroparticle Physics 35(2011)67. 　　Paolaにメール。 　　細かい数字もらう。 　　上の段まで含めたシミュレーション及び 　　初期冷却のシミュレーションについて聞いてみた。 　　少なくともANSYSではかなり大変とのこと 　　（コンピュータ的に）。

16 どうするか？ ANSYS(小池)：ANSYSの計算は大変か？ いずれにせよRome大学と同じ計算をしてみる？ 榊原：既に初期冷却時間について計算。 （構成要素の大きさは考えていない）。 ANSYSのbackupもしくはcross checkとして 進めてほしい。

17 どうするか？ 冷却以外の課題　（雑音、制御など） 山元、関口でmodel 及び parameterを準備。　　

18 Mailing list 　 鈴木、高橋、内山、関口、榊原、三代木、石崎、 　　木村、小池、山元 　　他には？ 次回？