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重力波で見えてきた新しい宇宙の姿
ITER/BA成果報告会2019核融合エネルギーフォーラム
H He Li
6
質量数
エネ
ルギ
ー
核子の束縛エネルギー
鉄
7
これらの元素をどうやって合成するか?
重い原子核
電気的な反発が強い
ҧ𝜈𝑒
ⅇ−
ⅇ−
ҧ𝜈𝑒
β 崩壊
12中性子の数
陽子の数
13中性子の数
陽子の数
14中性子の数
陽子の数
15中性子の数
陽子の数
16中性子の数
陽子の数
ゆっくり: s-プロセス
r-プロセス• 高速な中性子捕獲• どこで起こるのか?
s-プロセス• ゆっくり中性子を捕獲• 古い星で起こる
質量数
存在量
18
金
By Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0, CC BY-SA 3.0,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=10465065
By Szaaman - https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gold_bullion_1.jpg, Public Domain,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=35565318
プラチナ
ウラン
20中性子の数
陽子の数
速い: r-プロセス
22
Fe
SiONeCHe
H
23
SiONeCHe
H
電子捕獲陽子 → 中性子
24
中性子コア
衝撃波
26
中性子星
William Crochot -
http://science.nasa.gov/media/medialibrary/1999/02/25/ast05mar99_1a_resources/N_sctn2.jpg,
Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36335367
(C) KAGAYA
28
(C)NASA
重力波
30
31
32
NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab
35
GW170817
PRL 119, 161101(2017)
ApJL 848:L12 (59pp), 2017
ApJL 848:L12 (59pp), 2017
NGC 4993
2017/8/18-19 2017/8/24-25
(C) NAOJ
39中性子の数
陽子の数
キロノバ
電磁波
Joel de Jesus Mendoza Temis arXiv:1409.6135
中性子数
原子
番号
(C) M. Tanaka
43© T. Dietrich, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno(Max Planck Institute for Gravitational Physics), BAM collaboration
44
arXiv:1710.05446 [astro-ph.HE]
1.7秒差 𝑐𝐺𝑊 − 1 < 10−15
48
O1: 2015 Sept. 12 – 2016 Jan. 19
O2: 2016 Nov. 30 – 2017 Aug. 25(Virgo joined on 2017 Aug. 1)
O3: 2019 Apr. 1 - on going (until 2020 Apr. 30 )
49
O1: 2015 Sept. 12 – 2016 Jan. 19
O2: 2016 Nov. 30 – 2017 Aug. 25(Virgo joined on 2017 Aug. 1)
O3: 2019 Apr. 1 - on going (until 2020 Apr. 30 )
ブラックホール連星合体: 10件
中性子星連星合体: 1件
50
O1: 2015 Sept. 12 – 2016 Jan. 19
O2: 2016 Nov. 30 – 2017 Aug. 25(Virgo joined on 2017 Aug. 1)
O3: 2019 Apr. 1 - on going (until 2020 Apr. 30 )
ブラックホール連星合体: 10件
中性子星連星合体: 1件
ブラックホール連星合体: 23件中性子星連星合体: 3+件ブラックホール-中性子星連星: 3+件マスギャップ: 2件
51
O1: 2015 Sept. 12 – 2016 Jan. 19
O2: 2016 Nov. 30 – 2017 Aug. 25(Virgo joined on 2017 Aug. 1)
O3: 2019 Apr. 1 - on going (until 2020 Apr. 30 )
ブラックホール連星合体: 10件
中性子星連星合体: 1件
ブラックホール連星合体: 23件中性子星連星合体: 3+件ブラックホール-中性子星連星: 3+件マスギャップ: 2件
Open Public Alert概要のみ公開
53(C) NASA/SOHO
54(C)NASA
55By Philip D. Hall - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=51201468
56By NASA, The Hubble Heritage Team, STScI, AURA
57
ブラックホールのスピン
重力波波形
doi:10.1038/nature23453
どうやって重力波を検出するか?
重力波振幅
𝐿
Δ𝐿
Laser
ビームスプリッター
Photo Detector
マイケルソン干渉計
レーザー
光検出器
68
LIGO/T. Pyle
どこまで見えるのか?
>
多段防振システム
1
10000000000
Fused SilicaSapphire
: 50ppm
: 10Å
Beamsplitter(370mm dia) during coating characterization iKAGRA TM (250mm dia) during figure measurement
77
Laser
PD
100W 3km
Laser
PD
100W
Fabry-Perot Michelson
Laser
PD
100W
Power Recycling
Laser
PD
100W
Resonant Sideband Extraction(RSE)
KAGRA干渉計 模式図
86
PRMPR2
PR3
SR3
SR2
SRM
ITMY
ETMY
ITMX ETMX
BS
Mode Cleaner
IMMTIFI
BRT
BRT
Type-B
Type-Bp
Type-C
Others
Type-A (cryogenic)
OMC
OMMTOFI
OST Output
Optics
Output Optics
PSL
3km
3km
Resonant Sideband Extraction (RSE)
87
地面振動
振り子熱雑音
The KAGRA Project
88
• 約300人の共同研究者• 国内30以上,海外40以上の研究機関
91
93
Pre-Isolator
Standard Filter
Bottom Filter
Intermediate Mass
Mirror
Recoil Mass
94
95
Type-A + Cryogenic Suspension
96
14m
Cryo-Payload
Type-A(room temp.)
Type-A Suspension Installation
97
99©Ray. Hori
101
LIGO/Axel Mellinger
104
LIGO + Virgo (54 deg2)
LIGO + Virgo + KAGRA(3.4 deg2)
106
Now