TAMA300

TAMA300。基線長300mの干渉計型重力波観測装置。国立天文台三鷹キャンパスの地下にある。

真空ポンプとの接続部。ダクト内部は10^-6 Paオーダーの真空に保たれている。

TAMA300（タマ300）は1995年に始まった国立天文台によって研究開発された重力波望遠鏡である。設置場所の国立天文台三鷹キャンパスがある多摩地域にちなんで「TAMA」と名づけられている。「300」はレーザー干渉計の基線の長さが300メートルであることから。

概要

このプロジェクトの目的は、将来のキロメートルスケールの干渉計に必要な技術開発と、我々の銀河系を含む局所銀河群で運良く起こるイベントからの重力波を検出することである。特に、レーザー光のエネルギーを増幅するために、リサイクリングと呼ばれる技術を用いており、安定かつ単一波長のレーザー光を用いた極めて精度の高いファブリペロー型マイケルソン干渉計 (FPMI) である。

ファブリペーロー型マイケルソン干渉計は、90度（垂直）に交差する光路と、光路内に取り付けられた反射鏡からなる装置である。レーザー光源から発せられたレーザー光は、リサイクリング装置で増幅される（光源出力0.5Wから20Wまで）。このレーザー光を、光路内で往復させることで、干渉縞を得る。もしも、途中に重力波などが通過した場合には、等価原理によって重力波による空間の歪みが生じる。この空間の歪みによって、生じる光路差によって、光波にはうねりが生じる。このうねりによって、干渉縞が生じる仕組みである。光路内部は、干渉縞を得るために高度真空状態とし、センサーにおける熱雑音の影響を避けるために、低温にて運用を行う必要がある。また、干渉計の基線長の長いものほど、長い波長の干渉縞を得やすい。

低温技術

装置全体の熱雑音を抑えると同時に精度の高い干渉縞を得るため、低温技術を用いた設計がなされている。これは新規に設置された観測装置において用いられている技術で、高精度受信素子、冷却CCDや赤外線観測装置、X線、ガンマ線領域でも行われている。熱雑音による精度の低下はその装置自身が持つ温度をピークとした輻射が存在するために生じるが、この影響を限りなく少なくするための技術である。

現在

現在は文部科学省科学研究費補助金・特定領域研究によって推進されている「重力波研究の新しい展開」に基づき、東京大学宇宙線研究所の神岡実験施設内に設置した、高感度検出を目的としたLISMの実証試験が完了している。さらには、銀河系内の重力波発生イベントを観測するCLIO、および同じ原理を用いて地球の中心部にある核の動きを捉える「地球ひずみ計」のプロジェクトが進行中である。

将来

神岡鉱山で建設中の大規模重力波観測装置KAGRAのためのさまざまな実験が行われている。

関連項目

• 天文学 - 高エネルギー天文学 - 重力波天文学
• 一般相対性理論 - 重力波

参考文献

• 日本物理学会編 『宇宙を見る新しい目』 日本評論社、2004年。
• 吉岡一男・杉本大一郎著 『宇宙からの情報('05)』 放送大学教育振興会、2005年。

外部リンク

• TAMA Project - 国立天文台重力波プロジェクト推進室
• KAGRA - 東京大学宇宙線研究所重力波グループ。高エネルギー加速器研究機構、東京大学地震研究所、京都大学理学部地球物理学科、国立天文台、東京大学附属宇宙線観測所神岡実験推進部の共同プロジェクト