TAMA300

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TAMA300。基線長300mの干渉計型重力波検出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オーダー真空に保たれている。

TAMA300(タマ300)とは、国立天文台によって研究開発された重力波検出装置望遠鏡アンテナ)。またその開発・運用の計画のこと。

名称の「TAMA」は、装置の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いる。「300」は装置の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[編集]

この計画の目的は、将来のキロメートル級の干渉計に必要な技術を開発すること、および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。装置は1995年から三鷹キャンパス内に建設された。

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、さらに、センサーにおける熱雑音の影響を避けるために低温で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[編集]

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[1]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体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[編集]

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[編集]

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。[2]

関連項目[編集]

参考文献[編集]

外部リンク[編集]

脚注[編集]

  1. ^ 英語では「low-temperature technology」。en:Timeline of low-temperature technologyも参照可。それを扱う低温工学という学問領域もある。
  2. ^ KAGRA(LCGT計画:"Large-scale Cryogenic. Gravitational-wave Telescope")は、国立天文台を初め東京大学宇宙線研究所高エネルギー加速器研究機構、国内外の大学、更には精密機器メーカとの協力によって推進されているプロジェクトである。現在、神岡鉱山スーパーカミオカンデカムランドCLIO等の観測機器が設置されている)の坑道内に、3kmの干渉長を持つ真空チャンバー、20Kの低温鏡、150Wのレーザ装置からなる観測装置の設置が進められている。2016年3月25日に試験運用が開始された。近い将来、グローバルな重力波検出のネットワークとして運用が行われる予定である。

座標: 北緯35度40分35.8秒 東経139度32分10.2秒 / 北緯35.676611度 東経139.536167度 / 35.676611; 139.536167