Transcript pptx - 国立天文台

国立天文台，京大理^A^，法大工^B^，東大理^C^，JAXA-ISAS^D^，NASA^E^，阪市大理^F^，京大基研^G^，
KEK^H^，早大理工^I^，弘前大理工^J^，Caltech^K^，東大地震研^L^，産総研^M^，東大天文^N^，名大理^O^，NICT^P^，Univ.
of Wisconsin^Q^，近大理工^R^，電通大レーザー研^S^，JAXA^T^，お茶大人間文化^U^，東経大経営^V^，理研^W^，東大総合文
化^X^，新潟大工^Y^，東大宇宙線研^Z^，新潟大理^AA^，近大KLC^AB^，AEI^AC^，JST^AD^，東北大理^AE^，Birmingham
Univ.^AF^，ぐんま天文台^AG^，広大理^AH^，Liverpool JMU^AI^，立教大理^AJ^，京大人環^AK^，Nice Observatory^AL^，大工
大情報^AM^，Univ. Tuebingen^AN^，日大^AO^，長岡技科大経営情報^AP^，東大数物^AQ^，阪大理^AR^，UWM^AS^，日大文
理^AT^，東理大^AU^，東工大理^AV^，無所属^AW^，東大工^AX^，RIT^AY^，防衛大^AZ^，日大生産^BA^，RRI^BB^，東海大
工^BC^，JAXA-JSPEC^BD^，東大新領域^BE^，京大生存研^BF^，APCTP^BG^
川村静児，安東正樹^A^，瀬戸直樹^A^，佐藤修一^B^，中村卓史^A^，坪野公夫^C^，高島健^D^，船木一幸^D^，沼田健
物理学会 ＠岡山大学
２０１０年３月２１日
Sora
司^E^，神田展行^F^，田中貴浩^G^，井岡邦仁^H^，青柳巧介^I^，我妻一博^C^，浅田秀樹^J^，麻生洋一^C^，新井宏二^K^，新谷
昌人^L^，池上健^M^，石川毅彦^D^，石崎秀晴，石徹白晃治^C^，石原秀樹^F^，和泉究^N^，市來淨與^O^，伊東宏之^P^，伊藤洋
介^Q^，井上開輝^R^，上田暁俊，植田憲一^S^，歌島昌由^T^，江尻悠美子^U^，榎基宏^V^，戎崎俊一^W^，江里口良治^X^，大石
奈緒子，大河正志^Y^，大橋正健^Z^，大原謙一^AA^，大渕喜之，岡田健志^C^，岡田則夫，河島信樹^AB^，川添史子^AC^，河野功
^T^，木内建太^I^，岸本直子^AD^，國中均^D^，國森裕生^P^，黒田和明^Z^，小泉宏之^D^，洪鋒雷^M^，郡和範^AE^，穀山渉
^C^，苔山圭以子^AF^，古在由秀^AG^，小嶌康史^AH^，固武慶，小林史歩^AI^，西條統之^AJ^，齊藤遼^C^，坂井真一郎^D^，阪
上雅昭^AK^，阪田紫帆里^AL^，佐合紀親^G^，佐々木節^G^，佐藤孝^Y^，柴田大^G^，真貝寿明^AM^，杉山直^O^，鈴木理恵子
^U^，諏訪雄大^C^，宗宮健太郎^K^，祖谷元^AN^，高野忠^AO^，高橋走^C^，高橋慶太郎^O^，高橋忠幸^D^，高橋弘毅^AP^，高
橋史宜^AQ^，高橋龍一^J^，高橋竜太郎，高森昭光^L^，田越秀行^AR^，田代寛之^A^，谷口敬介^AS^，樽家篤史^C^，千葉剛
^AT^，辻川信二^AU^，常定芳基^AV^，豊嶋守生^P^，鳥居泰男，内藤勲夫^AW^，中尾憲一^F^，中澤知洋^C^，中須賀真一^AX^，
中野寛之^AY^，長野重夫^P^，中村康二，中村真大^S^，中山宜典^AZ^，西澤篤志，西田恵里奈^U^，西山和孝^D^，丹羽佳人，能見
大河^AX^，橋本樹明^D^，端山和大，原田知広^AJ^，疋田渉^AR^，姫本宣朗^BA^，平林久^AW^，平松尚志^Z^，福嶋美津広，藤
田龍一^BB^，藤本眞克，二間瀬敏史^AE^，細川瑞彦^P^，堀澤秀之^BC^，前田恵一^I^，松原英雄^D^，蓑泰志^K^，宮川治^Z^，宮
本雲平^AJ^，三代木伸二^Z^，向山信治^AQ^，武者満^S^，森澤理之^A^，森本睦子^BD^，森脇成典^BE^，八木絢外^A^，山川宏
^BF^，山崎利孝，山元一広^AC^，柳哲文^BG^，横山順一^C^，吉田至順^AE^，吉野泰造^AW^，若林野花^U^
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
Strain [Hz-1/2]

LISA
地上検出器
(e.g. LCGT)
10-20
DECIGO
10-22
10-24
白色矮星連星
からの重力波
雑音
10-4
10-2
100
102
Frequency [Hz]
104
日本の重力波検出実験の流れ
まずは、
LCGTで重力波初検出
⇒重力波天文学の創成
次に、
DECIGOで重力波の頻繁な検出
⇒重力波天文学の発展
DECIGO
LCGT
LCGTで重力波検出技術の熟成
その技術をDECIGO に応用
スペース重力波アンテナDECIGO
光共振器を使って感度を高める
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
鏡（浮いている）
光共振器
光検出器
光共振器
干渉計３台で１クラスター
レーザー
ドラッグフリー衛星
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
衛星B
ローカル
センサー
衛星A
ミラー
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！）
スラスター
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の目標感度と得られるサイエンス
原始ブラック
ホール
ダークマター
10-19
巨大ブラック
ホール形成の
メカニズム解明
10-20
10-21
合体
5年前
3ヶ月前
1 クラスター
10-22
ブランスディッ
ケ・パラメタ
10-23
10-24
10-25
２クラスター
相関解析
インフレーション
(3年間)
GW~210-16
インフレーション
10-26
の検証
10-3
10-2
10-1
1
10
周波数 [Hz]
宇宙膨張の
加速度計測
⇒ダークエネル
ギーの制限
合体
102
103
詳しい話⇒八木
重力波で宇宙の産声を聞く
宇宙誕生
10 -43 秒
(プランク時間）
重力波
ニュートリノ
1秒
(陽子、中性子の形成)
電磁波
38万年
(晴れ上がり)
137億年
(現在)
DECIGO最大の目的
• インフレーション（宇宙誕生後10-35秒後）の直
接観測
– インフレーション存在の実証
– インフレーションモデルの正否の判断
– パリティの破れの検証
– テンソル、スカラー、ベクトルモードの分離
– などなど
• 成功すればノーベル賞確実
力の雑音とセンサーノイズに対するリクワ
イヤーメント（LISA，LCGTとの比較）

力の雑音: LISAより50倍厳しい
– ストレインでほぼ同じ, 距離: 1/5000, 鏡の質量: 100

センサーノイズ: LCGTより30倍ゆるい
– ストレインでほぼ同じ, ストーレッジタイム: 30)
感度を上げる必要性


インフレーションからの重力波をより確実に
受けるには感度を数倍上げる必要がある？
パラメターの最適化が必要
– 感度の向上と技術的難しさの評価が必要
• 基線長: 長くすると、ストレインに対しては得だが、光
のロスが大きくなる
• 鏡のサイズ: 大きくすると光のロスを小さくできる
• 鏡の質量: 大きくすると輻射圧雑音を低減できる
ロードマップ
2009 10
ミ
ッ
シ
ョ
ン
11
12 13
14
15 16
22 23 24
R&D
製作
R&D
製作
SWIM
17 18 19 20 21
DICIGOパスファインダー
(DPF) ⇒安東、佐藤、
要素技術の実証試験
ス
コ
ー
プ
衛星１台
アーム１本
26 27 28 29
R&D
製作
Pre-DECIGO
DECIGO
若林、正田、坪野、道村、
鳥居、堀内
目
的
25
最小限のスペックで
重力波検出
重力波天文学の発展
衛星間共振器の実現
衛星３台
干渉計１台
衛星３台
干渉計３台
×４クラスター
DECIGO暫定組織
代表： 川村 (国立天文台)
副代表： 安東 (京大理)
運営委員会
川村 (国立天文台)，安東 (京大理)，瀬戸 (京大理)，中村 (京大理)，坪野 (東大理)，
佐藤 (法政大工)，田中 (京大基研)，船木 (JAXA/ISAS)，沼田 (Maryland)，
神田 (阪市大理)，井岡 (KEK)，高島 (JAXA/ISAS)，横山（東大理）
Pre-DECIGO
佐藤(法政大工)
検出器
サイエンス・データ
沼田 (Maryland)
安東 (京大理)
田中 (京大基研)
瀬戸 (京大理)
神田 (阪市大理)
衛星
船木 (JAXA/ISAS)
デザインフェーズ
DECIGO パスファインダー
ミッションフェーズ
リーダー： 安東 (京大理)
プロジェクトマネジャー：TBD
検出器
レーザー
上田
(国立天文台)
植田 (電通大)
武者 (電通大)
ドラッグフリー
ハウジング
佐藤 (法政大工)
森脇
(東大新領域)
坂井
(JAXA/ISAS)
スラスター
バス
船木
(JAXA/ISAS)
高島
(JAXA/ISAS)
データ
神田 (阪市大理)
最近の進展、現状、今後

DPF：小型科学衛星３号機
– ２０１１年にミッション提案書を提出
– それに向けてR&Dを推進中

DPFサイエンス検討会（２００９年１１月）
– 地球重力場測定の可能性検討
– 東大ビッグバンセンター主催

第８回DECIGOワークショップ（２０１０年６月）
– 日程、テーマ等、現在検討中
– 東大ビッグバンセンター主催
研究協力等

LISA
– 第１回LISA-DECIGOワークショップ開催（平成２０年１１月）
– サポートレター
– 第２回LISA-DECIGOワークショップ開催の検討中（平成２１年２月？）

Stanford Univ.
– 帯電制御その他で共同研究 ⇒ MOU

NASA Goddard
– ファイバーレーザーの共同研究 ⇒ 検討開始

JAXA誘導制御グループ
– フォーメーションフライトの共同研究

東大ビッグバンセンター
– DECIGOがメインテーマの一つとなる

国立天文台・先端技術センター
– 協力体制についての検討中
まとめ




DECIGOにより、重力波天文学が大きく発展
することが期待できる。
DPFの打ち上げが最重要なステップ
そのために各研究機関との研究協力を行っ
ている
小型科学衛星３号機にぜひとも採択されたい
Sora
聞きたいな
宇宙の産声
DECIGOで！