Sensitivity of LCGT 3years 2010/6/28(月) LCGT project meeting 東京大学宇宙線研究所 宮川 治 JGW-G10001XX 2010/6/28 LCGT meeting, 宮川 治 目標 できる限りシンプルでかつ低温RSEにつながるもの – – – – – – 常温 FPMI 石英ミラー 低周波防振無し Low power (<10W) Thermal compensation無し – Power recyclingがないため、高周波でiLIGOを超える ことはできない、低周波では神岡地面振動が小さい ため、iLIGOを超える可能性はあるが、低周波防振が ないためVIRGOには届かない JGW-G10001XX 2010/6/28 LCGT meeting, 宮川 治 大まかな流れ • • • • • • 穴掘り 真空関連 要素技術開発 Installation Commissioning 観測 以上を2.5年間で かなり制限されたものにならざるを得ない、むしろ 3kmで動けばよい位に考えた方がいい JGW-G10001XX 2010/6/28 LCGT meeting, 宮川 治 何が必要か • • • • • • • • • • • • • • 穴掘り 真空槽、パイプ クリーンエアー、湿度対策 電源 その他施設 レーザー(市販品) RF発信器(市販品) 変調器(市販品) FI(市販品) MC 防振装置 Suspension 鏡 (LIGOからもらう?) FPMI干渉計デザイン – Length sensing and control – Alignment sensing and control • • • Digital system for control 回路 解析 JGW-G10001XX 2010/6/28 LCGT meeting, 宮川 治 基幹施設 • • • • • • • • • 神岡坑内 CLIO ( digital、真空、クリーン環境) 神岡研究施設(2年後) 柏(マネージメント) KEK(真空) 三尾研(レーザー、入射光学系、鏡) 天文台 本郷 神田研(解析) 開発方針 – 坑内は滞在時間が限られるので、要素技術を外部で開発 – 開発担当グループはインストールまで責任を持つ JGW-G10001XX 2010/6/28 LCGT meeting, 宮川 治 必要項目の取捨選択 後々に影響するため、最初に考えておかなければならないこと • 変調周波数 • MC長さ • 真空槽の位置 • 折り返し(あとから真空槽を取り替えるのは一つの手) 後に交換可能なもの(ただし平行して開発していく必要がある) • 鏡 シリカ->サファイア • 低周波防振 無し->有り • 低温 無し->有り • Thermal compensation system 無し->有り • Power Recycling 無し->有り • Signal Recycling 無し->有り • 変調 一変調->二変調 (Mach-Zehnder 無し->有り) • DC readout 無し->有り(OMC) JGW-G10001XX 2010/6/28 LCGT meeting, 宮川 治 当面の開発と最終形まで 早急な開発項目 • FPMI干渉計デザイン(LSC、ASC、感度) • 石英ミラー • MC、MMT用の防振とSuspension • FPMI用の防振とSuspension • アクティブローカルセンサー きちんと最終形までのアップグレードを考えておかなければならないもの • Suspension(低周波防振、低温) まだ余裕があるもの • 低温 • サファイア鏡 • グリーンロック • OMC • DC readout JGW-G10001XX 2010/6/28 LCGT meeting, 宮川 治 LCGT 3yearsの予測感度 • FPMI (no power recycling, no RSE)、常温 • CLIO地面振動を仮定 (低周波防振無し) • Q=105の振り子を仮定 • 30kg 石英鏡 • 干渉計に2W入力(BS input面で2W、ロスに もよるが熱補正無しでは経験上この程度が 妥当) • Finesse=1500 (LCGT defaultと同じ) • 鏡一枚当たりのLoss =90ppm(LCGT default の倍を仮定、多分実際はもっと大きい、参 考:iLIGOで鏡1枚当たり約100ppm) • 上記仮定でNS-NS約20MPc、iLIGOより少し いい • 地面振動、振り子の熱雑音で感度が制限 される • 常温RSEを将来やるかどうか? – 現状:Lossが大きすぎてできない • 例:40mでFinesse=1200でPRG=5が限界 • 例:iLIGOでFinesse=100でPRG=50 • LCGT:Finesse=1500でPRG=11 (loss=45ppmが必要) • Finesseを下げるのはトレーニングにならな い、たとえそれでRSEをやっても帯域が広が らないので意味がない JGW-G10001XX 2010/6/28 LCGT meeting, 宮川 治
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