DECIGOによる円偏光モードの観測 瀬戸直樹 (UC Irvine) 2007.4.18 第５回DECIGOワークショップ スペース干渉計 N. Seto 2006, 2007 地上干渉計 樽家さんとの研究 • 背景重力波 Introduction – 重力相互作用：とても弱い、重力波：高い透過性 • GWs:極初期宇宙まで通過 （EMWs z~1000） – 超高エネルギー物理状態の化石があるかも？ – どうやって特徴付ける？（model-indep, 変なもの） • • • • スペクトル WGW(f) 非等方性 …… 円偏光 (ストークス V パラメーター) NASA ストークスパラメーター V 平面波展開 R,L Right-handed パラメーター I,Vの意味 Left-handed s 2 s L I R V sR 2 sL I: intensity(WGW)>0 2 2 V:左右の振幅の非対称性(±) •パリティの破れ(e.g. gravitational Cern Simon term) •等方成分を持つ (⇔直線偏光 Q±iU) どうやってVを測るか? (等方成分) V:二次のモーメント ２台の相関を取る a 長時間積分が有効！ ha ha ( f )hb ( f )* I ( f ) I ( f ) V ( f )V ( f ) オーバーラップ関数（感度） (系の幾何学で決まる) hb b 干渉計を適当に配置して“回転”を捉えればいい 向き、位置、（時間差） フーリエ空間では自動的に入ってくる 配置と感度 オーバーラップ関数の基本的性質 • 2台が同一平面上: 高い対称性 左 面に対して対称な入射方向 a b 右 同符号 異符号 右 右 全方向積分 V 信号がキャンセル 等方成分に感度なし • LISA,BBOの軌道：同一平面 LISA BBO 100%偏光していても分からない!! 軌道を少し変え、面対称性を破壊 軌道面をずらしてz成分を 持たせる(~1/1000rad) 偏光面のスナップショット 右 モノポール成分なので相対的な 位置だけが意味を持つ B1 方向反転：時間反転 右 同じ寄与を持つ 有限Z-成分で感度 Phase shiftを利用 IとVへの感度（どのくらい離せばいいのか） D 最大距離Dと感度の変化 ΩGW D=0 I00:max V00:0 D=5 I00:7%↓ V00:25% ΩGW=const, 100%円偏光の場合（BBO:1年積分後） ΩGWへの比較的小さな感度減少で 円偏光に感度を設定可能 25 距離 50 75 D[104 km] 100 まとめ • 重力波：透過性が強い – 初期宇宙からの信号(?) – 汎用性を上げたい(どのような自由度?) • 重力波：天文学のフロンティア, “変なもの”：インパクト大 • 円偏光(parity violationと関連) – 右巻き、左巻きの非対称性 – 等方成分:干渉計面の対称性で相殺 • DECIGO/BBO 今のままでは100％偏光でも識別不可 • 軌道を微調整→検出可能 (ΩGWへの影響小さい) • What next (beyond ΩGW)? – 干渉計デザインと物理 • 材料を集める • パラメーターの“最適な”設定 I,Vの分離 面のずれ0.001rad程度 I+V I-V 線形結合で分離可能
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