余剰次元探査のための微小距離重力実験

探索额外维度的微距重力实验

基本信息

批准号：
11J04515
负责人：
岡田健志
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では余剰次元探査を目的として、ワイヤーで懸架したねじれ振り子を用いて重力の逆二乗則からのずれを測定する実験を行っている。ねじれ振り子に重力による力を与えるため穴の開いた円盤をねじれ振り子の近くに配置しモーターで回転させ、ねじれ振り子の回転をレーザー干渉計によって読み取ることで重力の効果を測定する。以前は超伝導ピン止め効果によってテストマスを浮上させていた。また、Yaw方向の回転をコイル-磁石アクチュエータで制御していた。そのため、浮上するための磁石と、回転を制御するための磁石がテストマスに取り付けられていたが、こういった磁石のためにテストマスが外部磁場の影響を受け、これが実験の感度を制限する雑音となっていた。このような背景のもと、昨年度の春ごろからテストマスを超伝導ピン止め効果によってではなくワイヤーによって懸架し、さらに直行位相干渉計というセンサを用い、テストマスを制御せず、磁場雑音や制御の雑音に原理的に影響されないよう改良を行った。これにより本実験で問題となっていた雑音が低減した。また、直交位相干渉計では位相が90゜ずれた二つのレーザー干渉計によりテストマスの回転を読み取るが、実際にはこれが正確に90°とならずずれが生じる。このずれをフィッティングして補正することでこの位相のずれに起因する雑音を回避することができた。今年度は以上のような進展があった。しかし磁場雑音などが低減した後は不明の雑音が実験感度を制限しており、重力の逆二乗則の破れに対する感度において世界最高感度には達しなかった。今後はこの雑音を特定することが当面の本研究の課題である。

在这项研究中，为了探索额外的维度，我们正在进行一项实验，使用由电线悬挂的扭曲摆来测量重力与平方反比定律的偏差。为了向扭摆施加重力，将带孔的圆盘放置在扭摆附近并通过电机旋转，通过用激光干涉仪读取扭摆的旋转来测量重力的影响。此前，测试质量是通过超导钉扎效应悬浮的。此外，偏航方向的旋转由线圈磁铁致动器控制。因此，在测试质量上附有用于悬浮的磁体和用于控制旋转的磁体，但是这些磁体会受到外部磁场的影响，从而限制了实验的灵敏度。在此背景下，从去年春天左右开始，我们不再利用超导钉扎效应，而是通过导线将测试质量悬浮起来，并且我们还使用了一种称为正交相位干涉仪的传感器来消除磁场噪声并在不控制测试质量的情况下进行控制进行了改进，使其原则上不受噪音影响。这减少了本实验中存在的噪音问题。此外，在正交相位干涉仪中，使用两个异相90度的激光干涉仪读取测试质量的旋转，但实际上，这并不完全是90度，并且会发生偏差。通过拟合校正该偏移，可以避免由该相移引起的噪声。今年，取得了上述进展。然而，磁场噪声降低后，未知噪声限制了实验灵敏度，对违反引力平方反比定律的灵敏度并未达到世界最高灵敏度。未来，本研究当前的任务将是识别这种噪声。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

DPFのマスモジュールにおけるガス雑音の研究III

DPF质量模块Ⅲ气体噪声研究

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakajima S;Igyarto BZ;Honda T;Eeawa G;Otsuka A;他8名;末永綾香;落合真理;岡田健志
通讯作者：
岡田健志

低周波重力波探査のためのねじれ振り子型重力波検出器II

用于低频引力波探测的扭摆引力波探测器II

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Otsuka A;Doi H;Egawa G;Maekawa A;Fujita T;Nakamizo S;Nakashima C;Nakajima S;Watanabe T;Miyachi Y;Narumiya S;Kabashima K;Kahori Takane;岡田健志
通讯作者：
岡田健志

低周波重力波探査のためのねじれ振り子型重力波検出器

用于低频引力波探测的扭摆引力波探测器

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ono S;Otsuka A;Miyachi Y;Kabashima K;岡田健志
通讯作者：
岡田健志

DPFのマスモジュールにおけるガス雑音の研究IV

DPF质量模块IV气体噪声研究

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ono S;Otsuka A;Miyachi Y;Kabashima K;岡田健志;Mari Ochiai;小森久和;Otsuka A. Nakajima S. Kubo M. Eeawa G. Honda T. Kitoh K.;岡田健志
通讯作者：
岡田健志