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DECIGO による円偏光モードの観測

DECIGO による円偏光モードの観測. 瀬戸直樹 (UC Irvine) 2007.4.18 第５回 DECIGO ワークショップ. スペース干渉計. N. Seto 2006, 2007. 地上干渉計. 樽家さんとの研究. Introduction. 背景重力波 重力相互作用：とても弱い、重力波：高い透過性 GWs: 極初期宇宙まで通過　（ EMWs z~1000 ） 超高エネルギー物理状態の化石があるかも？ どうやって特徴付ける？（ model-indep, 変なもの） スペクトル W GW (f) 非等方性 …… 円偏光

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DECIGO による円偏光モードの観測

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Presentation Transcript

  1. DECIGOによる円偏光モードの観測 瀬戸直樹 (UC Irvine) 2007.4.18 第５回DECIGOワークショップ スペース干渉計 N. Seto 2006, 2007 地上干渉計 樽家さんとの研究

  2. Introduction • 背景重力波 • 重力相互作用：とても弱い、重力波：高い透過性 • GWs:極初期宇宙まで通過　（EMWs z~1000） • 超高エネルギー物理状態の化石があるかも？ • どうやって特徴付ける？（model-indep, 変なもの） • スペクトル WGW(f) • 非等方性 • …… • 円偏光 (ストークス V パラメーター) NASA

  3. ストークスパラメーター V 平面波展開 R,L Right-handed Left-handed パラメーター I,Vの意味 I: intensity(WGW)>0 • V:左右の振幅の非対称性(±) • パリティの破れ(e.g. gravitational Cern Simon term) • 等方成分を持つ(⇔直線偏光 Q±iU)

  4. どうやってVを測るか? (等方成分) V:二次のモーメント  ２台の相関を取る a 長時間積分が有効！ ha オーバーラップ関数（感度） (系の幾何学で決まる) hb b 干渉計を適当に配置して“回転”を捉えればいい 向き、位置、（時間差） フーリエ空間では自動的に入ってくる

  5. 配置と感度 オーバーラップ関数gの基本的性質 左 右 • 2台が同一平面上:　高い対称性 面に対して対称な入射方向 全方向積分 a b V 信号がキャンセル 同符号 異符号 等方成分に感度なし 右 右 • LISA,BBOの軌道：同一平面 BBO LISA 100%偏光していても分からない!!

  6. 軌道を少し変え、面対称性を破壊 軌道面をずらしてz成分を 持たせる(~1/1000rad) 偏光面のスナップショット 右 モノポール成分なので相対的な 位置だけが意味を持つ B1 方向反転：時間反転 右 同じ寄与を持つ 有限Z-成分で感度 Phase shiftを利用

  7. IとVへの感度（どのくらい離せばいいのか） D 最大距離Dと感度の変化 ΩGW D=0 I00:maxV00:0 D=5 I00:7%↓V00:25% ΩGW=const, 100%円偏光の場合（BBO:1年積分後） ΩGWへの比較的小さな感度減少で 円偏光に感度を設定可能 25 50 75 100 距離　　　　　D[104 km]

  8. まとめ • 重力波：透過性が強い • 初期宇宙からの信号(?) • 汎用性を上げたい(どのような自由度?) • 重力波：天文学のフロンティア,　“変なもの”：インパクト大 • 円偏光(parity violationと関連) • 右巻き、左巻きの非対称性 • 等方成分:干渉計面の対称性で相殺 • DECIGO/BBO　今のままでは100％偏光でも識別不可 • 軌道を微調整→検出可能　(ΩGWへの影響小さい) • What next (beyond ΩGW)? • 干渉計デザインと物理 • 材料を集める • パラメーターの“最適な”設定

  9. I,Vの分離 面のずれ0.001rad程度 I+V I-V 線形結合で分離可能

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