Transcript pptx - 国立天文台

国立天文台，京大理^A^，法大工^B^，JAXA-ISAS^C^，東大理^D^，東大ビッグバン^E^，NASA^F^，阪市大理^G^，京
大基研^H^，KEK^I^，早大理工^J^，弘前大理工^K^，Caltech^L^，東大地震研^M^，産総研^N^，東大天文^O^，名大理^P^，
NICT^Q^，Univ. of Wisconsin^R^，近大理工^S^，電通大レーザー研^T^，JAXA^U^，お茶大人間文化^V^，東経大経営^W^，理研
^X^，東大総合文化^Y^，新潟大工^Z^，東大宇宙線研^AA^，新潟大自然研^AB^，近大KLC^AC^，AEI^AD^，JST^AE^，バーミン
ガム大^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^，ニース天文台^AL^，大工大
情報^AM^，高等研^AN^，Univ. Tuebingen^AO^，日大^AP^，山梨英和 ^AQ^，東大数物^AR^，阪大理^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^，東北大理^BC^，東
海大工^BD^，JAXA-JSPEC^BE^，東大新領域^BF^，京大生存研^BG^
川村静児，安東正樹^A^，瀬戸直樹^A^，佐藤修一^B^，船木一幸^C^，中村卓史^A^，坪野公夫^D^，横山順一^E^，沼田
物理学会 ＠九州工業大学
２０１０年９月１３日
Sora
健司^F^，神田展行^G^，高島健^C^，田中貴浩^H^，井岡邦仁^I^，青柳巧介^J^，我妻一博，阿久津智忠，浅田秀樹^K^，麻生洋一
^D^，新井宏二^L^，新谷昌人^M^，池上健^N^，石川毅彦^C^，石崎秀晴，石徹白晃治^I^，石原秀樹^G^，和泉究^O^，市來淨與
^P^，伊東宏之^Q^，伊藤洋介^R^，井上開輝^S^，上田暁俊，植田憲一^T^，歌島昌由^U^，江尻悠美子^V^，榎基宏^W^，戎崎俊一
^X^，江里口良治^Y^，大石奈緒子^/AA^，大河正志^Z^，大橋正健^AA^，大原謙一^AB^，大渕喜之，岡田健志^D^，岡田則夫，河島
信樹^AC^，川添史子^AD^，河野功^U^，木内建太^H^，岸本直子^AE^，國中均^C^，國森裕生^Q^，黒田和明^AA^，小泉宏之^C^，
洪鋒雷^N^，郡和範^I^，穀山渉^D^，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^D^，坂井真一郎^C^，阪上雅昭^AK^，阪田紫帆里^AL^，佐合紀親^H^，佐々木節^H^，佐藤孝^Z^，柴田大^H^，正田亜八
香^D^，真貝寿明^AM^，杉山直^P^，鈴木理恵子^V^，諏訪雄大^H^，宗宮健太郎^AN^，祖谷元^AO^，高野忠^AP^，高橋走^D^，
高橋慶太郎^P^，高橋忠幸^C^，高橋弘毅^AQ^，高橋史宜^AR^，高橋龍一^K^，高橋竜太郎，高森昭光^M^，田越秀行^AS^，田代
寛之^A^，田中伸幸，谷口敬介^Y^，樽家篤史^E^，千葉剛^AT^，辻川信二^AU^，常定芳基^AV^，豊嶋守生^Q^，鳥居泰男，内藤勲
夫^AW^，中尾憲一^G^，中澤知洋^D^，中須賀真一^AX^，中野寛之^AY^，長野重夫^Q^，中村康二，中山宜典^AZ^，西澤篤志^H^，
西田恵里奈^V^，西山和孝^C^，丹羽佳人^AK^，能見大河^AX^，橋本樹明^C^，端山和大，原田知広^AJ^，疋田渉^AS^，姫本宣朗
^BA^，平林久^AW^，平松尚志^H^，福嶋美津広，藤田龍一^BB^，藤本眞克，二間瀬敏史^BC^，細川瑞彦^Q^，堀澤秀之^BD^，前
田恵一^J^，松原英雄^C^，松本伸之^D^，道村唯太^D^，蓑泰志^L^，宮川治^AA^，宮本雲平^AJ^，三代木伸二^AA^，向山信治
^AR^，武者満^T^，森澤理之^A^，森本睦子^BE^，森脇成典^BF^，八木絢外^A^，山川宏^BG^，山崎利孝，山元一広^AD^，吉田至
順^BC^，吉野泰造^AW^，柳哲文^H^
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
DECIGOの重要性の再確認
2010年第１回JGWC議事録
日時：2010年8月6日（金）16:00-18:00
議題：平成23年度大型科研費の申請について
地上とスペースについて:
 LCGTに集中し、スペースは今回大型科研費は申請し
ない。
 重力波グループとしてはLCGTを最優先するが、
DECIGOは次のプロジェクトとして忘れてはならないとい
うことが確認された。
予備概念設計
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
10-19
巨大ブラック
ホール形成の
メカニズム解明
ダークマターの
探索
PBH related
10-20
Coalescence
10-21
一般相対性
理論の検証
1 cluster
10-22
5 years
3 months
10-23
10-24
10-25
インフレーショ
ンの検証
10-26
10-3
Correlation
(3 years)
Inflation
(GW~2×10-16)
10-2
10-1
1
Coalescence
10
Frequency [Hz]
102
宇宙膨張
加速度の計測
103
⇒ 瀬戸
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

阿久津氏のもと検討開始
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
佐藤、江尻、鈴木、鳥居、
岡田、道村、本間
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
DICIGOパスファインダー
Pre-DECIGO
(DPF) ⇒安東、堀内、阿久津、
目
的
25
DECIGO
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
L：佐藤(法政大工)
検出器
L：阿久津
(国立天文台)
D：沼田(Maryland)
サイエンス・データ
L：田中 (京大基研)
D：瀬戸 (京大理)
D：神田 (阪市大理)
衛星
L：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
代表： 安東 (京大理)
干渉計
L：佐藤 (法政大工)
D：上田
(国立天文台)
D：麻生 (東大理)
レーザー
L：武者 (電通大)
D：植田 (電通大)
ドラッグフリー
L：森脇
(東大新領域)
D：坂井
(JAXA/ISAS)
スラスター
信号処理
バス
L：船木
(JAXA/ISAS)
L：阿久津
(国立天文台)
L：高島
(JAXA/ISAS)
データ解析
L：神田 (阪市大理)
L：リーダー，D：副リーダー
会議等

DPFサイエンス検討会（2009年11月24日）
– 東大ビッグバンセンター主催
– DPFのサイエンス、地球重力場計測等

第８回DECIGOワークショップ（2010年6月14日）
– 東大ビッグバンセンター主催
– 衛星による観測、DECIGOのサイエンス

物理学会（2010年9月11-14日）
– DECIGO関連で13講演

第９回DECIGOワークショップ（2010年11月25日予定）
– 国立天文台主催
– 周辺分野との技術の融合、 DECIGOのサイエンス
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

Stanford Univ.
– 帯電制御その他で共同研究 ⇒ MOU締結

NASA Goddard
– ファイバーレーザーの共同研究 ⇒ MOU検討

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
“でさいご”で
宇宙のはじまりを
見たいぜよ！
Illustration:
Sora