CLIO task

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
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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
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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
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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
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Digital system for control
回路
解析
JGW-G10001XX
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基幹施設
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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
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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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