スペース重力波アンテナ
DECIGO計画(8)
天文学会 @岐阜大学
2007年9月26日
川村静児(国立天文台)、安東正樹(東大理)、瀬戸直樹(国立天文台)、中村卓史(京大理)、坪野公夫(東大理)、田中貴浩(京大理)、船木
一幸(JAXA-ISAS)、沼田健司(NASA)、佐藤修一(国立天文台)、神田展行(阪市大理)、高島 健(JAXA-ISAS)、井岡邦仁(京大理)、青
柳巧介(早大理工)、我妻一博(東大理)、阿久津智忠(東大天文)、阿久津朋美(東大宇宙線研)、浅田秀樹(弘前大理工)、麻生洋一
(Columbia Univ.)、新井宏二(国立天文台)、荒瀬勇太(東大天文)、新谷昌人(東大地震研)、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)、植田憲一(電通大レーザー研)、歌島昌由(JAXA)、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)、奥冨聡(東大理)、
小野里光司(東大理)、鎌ヶ迫将悟(東大理)、河島信樹(近大KLC)、川添史子(お茶大理)、雁津克彦(京大理)、木内建太(早大理工)、岸
本直子(JAXA-ISAS)、桐原裕之(東大理)、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(東大工)、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(Univ. of Southampton)、坂井真一郎(JAXA-ISAS)、阪上
雅昭(京大人環)、阪田紫帆里(お茶大理)、佐合紀親(Univ. of Southampton)、佐々木節(京大基研)、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)、諏訪雄大(東大理)、宗宮健太郎(AEI)、祖谷元(AUTH)、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(AEI)、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)、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(群馬高専)、常定芳基(東工大理)、徳田充(阪市大理)、徳成正雄(東大理)、豊嶋守生(NICT)、内藤勲夫(無所属)、中尾憲一(阪市
大理)、中川憲保(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)、中山宜典(防大)、西澤篤
志(京大人環)、西田恵里奈(お茶大理)、西山和孝(JAXA)、丹羽佳人(京大人環)、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(東大理)、平林久(JAXA)、平松尚志(東大理)、福嶋美津広(国立天文台)、藤田龍一(阪大理)、
藤本眞克(国立天文台)、二間瀬敏史(東北大理)、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(JAXAISAS)、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-ISAS)、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(国立天文台)、横山順一(東大理)、吉田至順(早大理工)、吉野泰造(無所属)
重力波とは?
• アインシュタインの一般
相対性理論により予言
• 潮汐的な空間のひずみ
が伝わっていく波
空間のひずみ~10-23程度
⇒まだ見つかっていない!
2
重力波天文学の創成
レーザー干渉計による
重力波検出
重力波
ミラー
ビームスプリッター
ミラー
レンズ
干渉光
スクリーン
レーザー
4
鏡
アーム長が長いほど
感度が高い
鏡
鏡
レーザー
光検出器
鏡
レーザー
光検出器
5
世界の大型干渉計
LIGO (4 km)
GEO (600 m)
TAMA (300 m)
LCGT (3 km)
LIGO (4 km)
VIRGO (3 km)
AIGO (? km)
6
LISA
• NASAとESAの共同計画
• アーム長:500万km
LISA project
7
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埋める
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
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
光共振器
干渉計3台
光検出器
レーザー
光検出器
ドラッグフリー衛星
光共振器
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
目標感度と期待されるサイエンス
巨大ブラックホール
形成のメカニズム解明
インフレーションの検証
宇宙膨張の加速度計測
⇒ダークエネルギーの制限
パリティーの破れの検証


初期宇宙におけるパリティ保存の破れ
⇒重力波の右巻き左巻きの非対称性
DECIGOを2ユニット少し離して配置
⇒観測可能
右巻き
重力波の
円偏向
左巻き
パリティ変換
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
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17
18
19
20
R&D
製作
DICIGOパスファインダー
(DPF)
21
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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
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 (Merryland),
佐藤 (国立天文台), 神田 (阪市大), 高島 (ISAS), 井岡 (京大理)
Pre-DECIGO
佐藤(国立天文台)
検出器
沼田 (Merryland)
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
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)
ミッションフェーズ
ハウジング
佐藤 (国立天文台)
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)
現状
• 平成19年度特定領域研究 :非採択
• 平成20年度新学術領域研究:申請予定
• DPFワーキンググループ:JAXA/ISASの
小型衛星ワーキンググループとして正式に
承認
• 平成19年小型衛星戦略経費(DPFのため
のR&D, 750万円, 1年計画):採択
イラスト:川村そら
ご清聴
ありがとうございました。
重力波の
夜明けが
来るがぜよ!
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ppt - 国立天文台