2018年 3月のニュース

月曜日, 3月 12th, 2018

2018/3/12

大型低温重力波望遠鏡KAGRAの最重要な構成品のひとつ、サファイア鏡が、富山大学での部品のとりつけと強度試験を終え、岐阜県飛騨市のKAGRAの実験施設に到着しました。KAGRAの目標感度に到達するための高品質なサファイア鏡が施設内に運び込まれるのは今回が初めてです。

写真1 厳重に梱包されたサファイア鏡をKAGRAのうでの先端まで運ぶ様子

KAGRAは、3kmの長さのうでを2本持つレーザー干渉計です。先行する重力波望遠鏡のLIGO、VirgoにないKAGRAの大きな特徴として、「地下にある」ことと「冷やす」ことがあります。空間の小さな伸び縮みを観測する際、あらゆる「振動」が観測の障害となります。KAGRAでは、地下200mより深いところにトンネルを掘って設置することで地面の振動の影響を地表の約100分の1まで抑え、鏡とその防振システムをマイナス253度まで冷やすことで熱による振動の影響を小さくします。

LIGOやVirgoの鏡に使われている石英と比べ、サファイアは冷やすことで効率的に熱による振動を少なくでき、また低温状態を維持しやすい(熱伝導率が大きい)という性質を持っています。このため、KAGRAでは冷やして使うのに最適なサファイアを鏡の材料として採用しました。

KAGRAで使用する鏡は直径22cm、厚さ15cm、重さ23kg、単結晶の無色透明のサファイアでできています。L字型に直交する2つのうでの先端と根元の計4カ所に設置します。今回のサファイア鏡は片方(X方向)のうでの先端に設置します。残りの3台は2019年春までに設置する予定です。

写真2 防振装置に吊り下げるための「耳」の取り付け加工のため洗浄中のサファイア鏡。
表面の赤い色はほこり付着防止のために施された保護膜。(2018年2月 富山大学)

富山大学は、2013年にKAGRAの共同研究機関となりました。岐阜県飛騨市にあるKAGRAの最寄りの国立大学として、主にレーザー関連の研究開発に貢献しています。研究者や大学院生、学部生は富山大学五福キャンパスに設置したクリーンルームを活用して研究をすすめ、さらにKAGRAのある岐阜県飛騨市で装置の設置や調整にも参加しています。

2017年の春から、富山大学のクリーンルームを利用したKAGRAの重要な作業である、サファイアの鏡に同じくサファイアでできた「耳」と呼ばれる部品の取り付けを始めました。この部品は、やはりサファイアでできているファイバーで鏡を吊り下げる時の接続の手がかりとなるもので、KAGRAに運ぶ前に富山大学で取り付け加工を行います。これまでの約1年間にわたり、鏡と同じサイズのサファイアの塊に耳を取り付ける練習などを繰り返し、予備のサファイア鏡2台に取り付けを行ったのち今回初めて本番の鏡に取り付けました。2018年中に残り3台の鏡が運び込まれ、富山大学で耳のとりつけ加工を行います。

写真3 KAGRA実験施設内で坑内運搬用の電動三輪車にサファイア鏡を移し替える様子

3月8日、サファイア鏡の運搬に先立ち、富山大学のクリーンルーム内で耳の接合の強度試験中のサファイア鏡を報道各社に公開しました。そして3月9日、富山大学からおよそ40km南に位置する岐阜県飛騨市のKAGRA実験施設へと運搬しました。KAGRA施設内では、前日に続いて報道陣に見守られる中、地上運搬用のワゴン車から地下運搬用の電動三輪車へと慎重に移し替え、サファイア鏡を設置するうでの先端までの運搬を完了しました。

KAGRA実験では、今回公開したサファイア鏡を一方(X方向)の腕の先端に取り付け、すでにY方向の先端に取り付けられている予備の鏡と共に冷却し、今春中に鏡を冷却した運転を行います。
2018年中に残り3台のサファイア鏡を準備し、両方のうでの先端と根元に設置して調整、改良をすすめた上で、2019年中に最終的な構成での運転を開始、LIGO、Virgoとの共同観測をめざします。

KAGRAプロジェクト代表 梶田隆章教授のコメント

今回、重力波望遠鏡KAGRAは、その建設の中でも、特に困難でかつ世界に先駆けた挑戦である、サファイアを基材とする鏡の作成に成功し、KAGRAで必要とされる4枚のサファイアの鏡の最初の鏡がKAGRAに装着される段階にまで到達しました。

特に、KAGRAの協力大学である富山大学では、KAGRA内での鏡の装着に必要な最終工程が行われており、重要な貢献をしていただいています。KAGRAは、さらに残り3枚のサファイア鏡を装着し、調整をした後、アメリカのLIGOやヨーロッパのVirgo重力波望遠鏡との重力波共同観測を2019年中に開始することを目指し、さらに建設を加速させていく所存です。

KAGRAプロジェクト代表 東京大学宇宙線研究所長 梶田隆章

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金曜日, 3月 2nd, 2018

2018年3月2日

大型低温重力波望遠鏡「KAGRA」の本格運転を控え、東京大学宇宙線研究所は研究スペースを拡張するため、岐阜県飛騨市神岡町茂住地区の神岡町北部会館を改修しました。3月2日、重力波観測研究施設は多大な協力をいただいた茂住地区の皆様への内覧会を開催しました。

神岡町北部会館は1984年に閉校した神岡町立茂住小学校の跡地に茂住地域の公民館施設、保育園として建設されました。2012年、北部会館1階の一部を改修して大型低温重力波望遠鏡KAGRAの建設の拠点としました。その後2014年には常駐する研究者の増加にともない、北部会館のすぐ隣にデータ収集解析棟を建設しましたが、2018年以降のKAGRAの本格運転にあたり、さらに研究スペースが必要となっていました。今回、重力波観測研究施設は、地域の方々の集会などで使われていた2階部分を含めた北部会館全体の使用許可をいただき、研究室と会議室として改修しました。

地域の皆様、飛騨市の関係者など約50名が参加した内覧会では、梶田宇宙線研究所長のあいさつ(全文はこちら)に続き、都竹飛騨市長により地域の皆様への感謝と研究推進への期待の言葉が述べられ、大橋重力波観測研究施設長による工事とKAGRA研究の現況の説明が行われました。内覧会の後半は今回改修した部屋で改修箇所や以前のまま残した箇所などの説明が行われ、地域の皆様の北部会館での思い出話なども交わされました。

なお、今回の改修工事は東京大学基金の大型低温重力波望遠鏡(KAGRA)プロジェクトへの寄付に基づいて行われました。


改修が完了した神岡町北部会館(奥側)と、データ収集解析棟(手前)


挨拶を述べる梶田宇宙線研究所長


都竹飛騨市長によるご挨拶


⼤橋重⼒波観測研究施設⻑による⼯事とKAGRA研究の現況説明


地域の皆様と談笑する梶⽥所⻑


都⽵市⻑、梶⽥所⻑、⼤橋施設⻑を囲んで記念写真

梶⽥隆章宇宙線研究所⻑による始めの挨拶全⽂

本日は,北部会館改修工事完成内覧会にご参加いただきましてありがとうございます。

ただいま紹介いただきました,東京大学宇宙線研究所所長の梶田です。

皆さまご存知かと思いますが,この北部会館は昭和59年に閉校した茂住小学校の跡地に,地域の公民館施設,保育園として建設された施設です。

私共がこの施設を飛騨市様から初めてお借りして使用させていただいたのは,今から6年前の平成24年のことになります。現在池之山の地下に建設中の大型低温重力波望遠鏡KAGRAの建設を始めるにあたり東茂住地内での拠点となる施設を探していたところ北部会館を使用させていただけるというお話しがあり,1階部分を改修して使用させていただいたのが始まりです。

その後,KAGRAの建設が進むにつれて神岡に常駐して研究する研究者や学生等も次第に増えていったため,平成26年には北部会館の直ぐ隣にデータ収集解析棟を建てさせていただき,平成28年にはKAGRAの初期運転を行うことができました。その後現在はこの春の低温鏡を入れての運転を目指して日々地下や地上にて作業を進めていますが,神岡に来る研究者や学生がこれまで以上に増えているため,これらの建物だけでは手狭になってしまい大変困っておりました。

このような中で,昨年飛騨市様と連携協力に関する協定を締結することができました。これは,飛騨市様と東京大学宇宙線研究所が連携協力を進めることで,学術研究,人材の育成及び地域社会の発展に寄与することを目的としたものです。その中には,研究環境の整備に関する事項も含まれております。

そこで都竹飛騨市長様へ北部会館の2階部分を含めて全体を使用させていただけないかとご相談させていただいたところ,北部会館の機能を夢館に移動する改修を飛騨市様に実施していただくなど飛騨市様の多大なご協力並びに北部会館の利用について地域の皆さまのご理解をいただき,今日の北部会館改修工事の完成に至ることができました。

これはひとえに飛騨市様,地域の皆さまのご理解とご協力があってのものであると深く感謝いたします。なお、今回の改修工事は東京大学基金の大型低温重力波望遠鏡(KAGRA)プロジェクトへの皆さまからのご寄付に基づいて行いましたことを申し添えます。

この北部会館ではこれからのKAGRAを担う大勢の若い研究者や学生が日々研鑽する場所として使用させていただきます。

これからKAGRAでは平成31年中の本格観測を目指して教職員や学生みんなで精一杯事業を進めてまいります。ここ神岡の地から皆さまに新しい発見や嬉しい報告が出来るように努めてまいりますので,引き続きご支援ご協力を賜りますよう今後ともどうぞよろしくお願いいたします。

平成30年3月2日
東京大学宇宙線研究所長 梶田隆章

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