Sora 第２回学術会議シンポジウム 2008年6月1日 川村静児（国立天文台） リーダー： 川村静児（国立天文台） 副リーダー： 安東正樹（東大理） 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最大の目的は？ 初期宇宙の直接観測！ 人類究極の夢！ NASA NASA 重力波天文学の発展 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狙う 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 LISA • NASAとESAの共同計画 • アーム長：500万km • 光トランスポンダ方式 LISA project 6 予備概念設計 光共振器を使う 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 干渉計３台で １クラスター 光共振器 光検出器 光共振器 レーザー 光検出器 ドラッグフリー衛星 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 10-20 10-21 合体 5年前 3ヶ月前 1 クラスター 10-22 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~210-16 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 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) ロードマップ 2007 08 ミ ッ シ ョ ン 09 10 11 12 R&D 製作 13 14 15 16 17 18 19 20 R&D 製作 DICIGOパスファインダー (DPF) 21 22 23 24 25 26 R&D 製作 Pre-DECIGO DECIGO 要素技術の実証試験 目 重力波検出の可能性 最小限のスペックで 重力波検出 衛星間共振器の実現 重力波天文学の発展 ス 衛星１台 コ アーム１本 ー プ 衛星３台 干渉計１台 衛星３台 干渉計３台 ×４ユニット 的 – – – – レーザー安定化システム 光共振器の制御 衛星のドラッグフリー制御 クランプ機構 低周波での重力波観測 – BH合体からの重力波 – BH準固有振動からの重力波 スコープ 衛星1台 光共振器 地球周回 Observable Range 目的 技術実証 [kpc, SNR=5] DECIGOパスファインダー 2 10 BH QNM BH Inspiral 1 10 Galactic Center 0 10 –1 10 3 10 4 10 5 10 Mass [M solar] Local Sensor Actuator Thruster 6 10 現状と今後の予定 とにかく、まずDECIGOパスファインダーを 打ち上げ、技術実証をすることが重要 JAXA/ISASの小型科学衛星シリーズ（５年で３機の 打ち上げ予定）の５つの重点候補の一つに選ばれた 平成１９年度戦略的開発経費を受け、重点開発要素 のR&Dを開始した 平成２０年度中に、基礎技術開発を完了させ、 Phase-A 提案書を提出する予定 DECIGO暫定組織 代表：川村 (国立天文台) 副代表: 安東 (東大理) 運営委員会 川村 (国立天文台), 安東 (東大理), 瀬戸 (国立天文台), 中村 (京大理), 坪野 (東大理), 田中 (京大理), 船木 (ISAS), 沼田 (Maryland), 佐藤 (法政大工), 神田 (阪市大), 高島 (ISAS), 井岡 (京大理) Pre-DECIGO 佐藤(法政大工) 検出器 沼田 (Maryland) 安東 (東大理) サイエンス・データ 田中 (京大理) 瀬戸 (国立天文台) 神田 (阪市大) 衛星 船木 (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 (東大理) 副リーダー:高島 (ISAS) 検出器 安東 (東大理) レーザー 植田 (電通大) 武者 (電通大) ハウジング 佐藤 (法政大工) ドラッグフリー 森脇 (東大新領域) 坂井 (ISAS) スラスター バス データ 船木 (ISAS) 高島 (ISAS) 神田 (阪市大) DECIGOワーキンググループ（133名） 青柳巧介(早大理工)，我妻一博(東大理)，浅田秀樹(弘前大理工)，麻生洋一(Caltech)，新井宏二(国立天文台)，新谷昌人(東大地震 研)，安東正樹(東大理)，井岡邦仁(KEK)，池上健(産総研)，石川毅彦(JAXA-ISAS)，石崎秀晴(国立天文台)，石徹白晃治(東大理)， 石原秀樹(阪市大理)，市來淨與(東大理)，伊東宏之(NICT)，伊藤洋介(Univ. of Wisconsin)，井上開輝(近大理工)，上田暁俊(国立 天文台)，植田憲一(電通大レーザー研)，歌島昌由(JAXA)，江尻悠美子(お茶大理)，榎基宏(東経大経営)，戎崎俊一(理研)，江里口良 治(東大総合文化)，大石奈緒子(国立天文台)，大河正志(新潟大工)，大橋正健(東大宇宙線研)，大原謙一(新潟大理)，小野里光司(東 大理)，河島信樹(近大KLC)，川添史子(AEI)，川村静児(国立天文台)，神田展行(阪市大理)，雁津克彦(京大理)，木内建太(早大理工)， 岸本直子(JAXA-ISAS)，工藤秀明(東大理)，國中均(JAXA-ISAS)，國森裕生(NICT)，黒田和明(東大宇宙線研)，小泉宏之(JAXAISAS)，洪鋒雷(産総研)，郡和範(Lancaster Univ.)，穀山渉(東大理)，苔山圭以子(お茶大理)，古在由秀(ぐんま天文台)，小嶌康史 (広大理)，固武慶(国立天文台)，小林史歩(Liverpool JMU)，西條統之(立教大理)，坂井真一郎(JAXA-ISAS)，阪上雅昭(京大人環)， 阪田紫帆里(国立天文台)，佐合紀親(Univ. of Southampton)，佐々木節(京大基研)，佐藤修一(法大工)，佐藤孝(新潟大工)，柴田大 (東大総合文化)，真貝寿明(大工大情報)，杉山直(名大理)，鈴木理恵子(お茶大理)，諏訪雄大(東大理)，瀬戸直樹(国立天文台)，宗宮 健太郎(Caltech)，祖谷元(Univ. Tuebingen)，高島健(JAXA-ISAS)，高野忠(JAXA-ISAS)，高橋走(東大理)，高橋慶太郎(京大基 研)，高橋忠幸(JAXA-ISAS)，高橋弘毅(長岡技科大経営情報)，高橋史宜(東大数物)，高橋龍一(名大理)，高橋竜太郎(国立天文台)， 高森昭光(東大地震研)，田越秀行(阪大理)，田代寛之(京大理)，田中貴浩(京大基研)，谷口敬介(Univ. of Illinois)，樽家篤史(東大 理)，千葉剛(日大文理)，辻川信二(東理大)，常定芳基(東工大理)，坪野公夫(東大理)，徳田充(阪市大理)，豊嶋守生(NICT)，鳥居泰 男(国立天文台)，内藤勲夫(無所属)，中尾憲一(阪市大理)，中澤知洋(東大理)，中須賀真一(東大工)，中野寛之(RIT)，長野重夫 (NICT)，中村康二(国立天文台)，中村卓史(京大理)，中山宜典(防衛大)，西澤篤志(京大人環)，西田恵里奈(お茶大理)，西山和孝 (JAXA-ISAS)，丹羽佳人(京大人環)，沼田健司(NASA)，橋本樹明(JAXA-ISAS)，端山和大(CGWA)，原田知広(立教大理)，疋田渉 (阪大理)，姫本宣朗(芝浦工大)，平林久(JAXA-Space Education Center)，平松尚志(東大宇宙線研)，福嶋美津広(国立天文台)， 藤田龍一(RRI)，藤本眞克(国立天文台)，二間瀬敏史(東北大理)，船木一幸(JAXA-ISAS)，細川瑞彦(NICT)，堀澤秀之(東海大工)， 前田恵一(早大理工)，松原英雄(JAXA-ISAS)，蓑泰志(Caltech)，宮川治(Caltech)，三代木伸二(東大宇宙線研)，向山信治(東大理)， 武者満(電通大レーザー研)，森岡友子(東大理)，森澤理之(京大理)，森本睦子(JAXA-JSPEC)，森脇成典(東大新領域)，柳哲文(阪市 大理)，山川宏(京大生存研)，山崎利孝(国立天文台)，山元一広(AEI)，横山順一(東大理)，吉田至順(東北大理)，吉野泰造(無所属) 研究体制、予算規模、実現方法 研究体制：JAXA/ISASと国立天文台および 多くの大学・研究機関との連携による 予算規模：1000億円以上？ 実現方法：NASA・ESAも含めた国際協力 LCGTとDECIGOの関係 時間 重 力 波 の 周 波 数 高 い LCGT 重力波天文学の創成 LCGTとDECIGOの違い： 目的 タイムスケール 狙う重力波源 重力波天文学の発展 低 い （準備期間） DECIGO DECIGOの実現にはLCGTの成功が必須！ 宇宙の始まりを直接観るこ とは 人類究極の夢である。 必然的に 我々はいつの日か必ずや DECIGOでその夢を
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