DECIGO実現へのみち
第3回DECIGO-WGミーティング
2005.5.12 @国立天文台
川村静児
DECIGOの最終目標とロードマップ
06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
特定 R&D
アドバンストテクノロジー R&D
DECIGO-PF
DECIGO-1 設計・試験・製作
観測
DECIGO-1
DECIGO
観測
DECIGO-2 設計・試験・製作
DECIGO-2
LISA
LPF
ESA単独
LISA
遅れる可能性大
LISA
-FO
2020-2025目標
06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
DECIGO パスファインダー

目的:
1.DECIGOのための試験

スコープ:
小型衛星1台でなるだけ廉価に
ドラッグフリーのテスト
計測システム、周波数安定化システムのテスト
その他の物理実験
DECIGO-1

目的:
1.DECIGO-2のための試験
2.あわよくば重力波検出を狙う

スコープ:
小型衛星2台

方式:
光共振型あるいは1回反射型
DECIGO-2

目的:
0.01-10Hz帯の重力波の頻繁な検出

スコープ:
1.アドバンストテクノロジーを用いる
2.感度をLISAより1桁上げる

方式:
光共振型あるいは多衛星型あるいは複合型
多衛星型DECIGOの
可能性
第3回DECIGO-WGミーティング
2005.5.12 @国立天文台
川村静児
重力波信号と変位雑音は
光に対する作用が違う
入出射時
のみ作用
重力波
伝播中
常に作用
光
変位雑音
変位雑音
重力波の波長~物質間距離だとその差は顕著
変位雑音を取り去る
時計
 BA  AB   BC  CB
 変位信号がキャンセル
 重力波信号は残る
S. Kawamura and Y. Chen,
PRL, 93, (2004) 211103
なぜ変位ノイズが消せるのか?
測定値数(4個)>変位パラメタ数(3個)
測定値:AB間行き帰り(2個)+BC間行き帰り(2個)
変位パラメタ:A,B,C各検出器1個
したがって変位パラメタを含まない測定
値のコンビネーションが一つ存在
時計の雑音
時計
 BA  AB   BC  CB
 変位雑音はキャンセル
 時計の雑音は残る
なぜ時計の雑音は残るのか?
時計パラメタの数:3個
変位パラメタ:3個
測定値:4個
したがって時計・変位両パラメタを含まな
い測定値のコンビネーションはつくれない
時計の雑音も取り去るには?
d:次元数、N:物体数として
変位パラメタの数:Nd
時計パラメタの数:N
合計:N(d+1)
観測値の数:N(N-1)
☆したがってN(N-1)>N(d+1) すなわちN>d+2なら変
位・時計パラメタを持たない観測値のコンビネー
ションが作れる
☆重力波信号を持つかどうかチェック
(1次元ではダメ!)
Y. Chen and S. Kawamura, submitted to PRL, gr-qc/0504108
変位および時計雑音のない検出器
(配置例)
変位パラメタの数:10
時計パラメタの数:5
観測値の数:16
変位・時計パラメタを
持たない観測値のコン
ビネーションが1つ存在
重力波信号を持つこ
とを確認
干渉計への応用
伝播時間計測法と干渉計の対応
伝播時間計測法
干渉計
物体の変位
ミラーの変位
時計
光源の周波数
干渉計への応用例
分解
マイケルソン×2
サニヤック×4
まだまだややこしいことは
いろいろあるが・・・

詳しくは
Y. Chen and S. Kawamura, gr-qc/0504108
DECIGOへの応用
方法
共振型
多衛星型
得意
ショットノイズ
変位雑音
弱点
変位雑音
ショットノイズ
共振型と多衛星型を組み合わせて両方の
雑音とも低いものができないか?
⇒今後の課題
特定領域・計画研究
地上シミュレータによる
総合的試験
第3回DECIGO-WGミーティング
2005.5.12 @国立天文台
川村静児
シミュレータとは?





小型干渉計は大型干渉計のプロトタイプ
宇宙と地上は環境が違いすぎるためDECIGO
のプロトタイプを地上で作ることは不可能
宇宙特有の現象のシミュレーションを組み込
んだプロトタイプが必要
これをシミュレータと称する
このシミュレータにより地上でできる限りのテ
ストを行うことが目標
DECIGOの最終形?




問題はDECIGOの最終形がまだ確定していな
いこと
したがって何のシミュレータを作るべきかが
決まらない
今後、特定開始までに解析的研究により最
終形の概念設計を行う
特定ではそれを実験的に確かめる
シミュレータによるサイエンス

もし可能ならば、シミュレータにはそれ自体で
有意な重力波測定ができるような機能を持た
せる
現在考えている実験


ドラッグフリーと計測を組み合わせたようなも
の⇒低周波での感度の確認・低周波での重
力波測定
多衛星・光共振などの計測技術のテーブル
トップ実験⇒計測技術の確認
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DECIGOに関するR&D