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=== Discussion on KEK measurements === <<Anchor(discuss)>> . Date: 2009-07-23 by Uchiyama . 下記の測定 (2009-07-21) のQpend at 4K = 7000 から . CLIO 懸架時の Qpend,CLIO -> 4.85e+4 になります。 . 現 current best に . pure al wire suspension 1 台分の振り子の熱雑音 (m=1.8kg, Qpend=4.85e+4, f0=0.7Hz,T=10K) . で計算したものをプロットしました。 [[attachment:Graph_sens_090723.pdf]] . 3.0*10^-20^ [m/rtHz]*(freq/100Hz)^-2.5^ . 2台の振り子を冷却すると sqrt(2) 倍されるので、 . '''4.2*10^-20^ [m/rtHz]*(freq/100Hz)^-2.5^''' . になります。 === Measured Q values === <<Anchor(measured_Q)>> || Temperature || Torsion Mode || Pendulum Mode || Dilution factor || expected intrinsic Q || || 300 K || 20 || 470 || 4.3e-2 || 28 || || 77 K || --- || 5900 || || 350 || || 4 K || --- || 7000 || || 420 || .KEK 実験での dilution factor は CLIO と比して 6.9 倍大きいので .1.25e+5 / 6.9 = '''1.8e+4''' .が最低合格ラインとしての振り子の Q 値です。 .--(2009-07-21 の 4K での測定結果は、最低目標ラインの '''1.8e+4''' には .届きませんでしたが、惜しいところまでは到達しているようです。by 辰巳)-- .--> 詳細は [[CLIO/Tasks/AlWireQ#discuss|Discussion]] を参照。 . .[[attachment:dilution_factor.pdf]] . '''Dilution factor の実測 4.3e-2 @300K、理論予想値 6.0e-2.''' === Setup === <<Anchor(Setup)>> . 中央のCuブロック~20x20x20 mm、ピンバイスも含めて49g。 . 両端のおもりはCuP(?)、直径25x10 mm、重量45g。 . SUS M5 の長ネジとナットで止めています。ネジ部の長さが片側約40 mm。 . 総重量 160g [[attachment:P1080559.JPG]] [[attachment:P1080560.JPG]] === 2009-07-21 (T. Suzuki) === <<Anchor(090721)>> . Al Q measurement at 4 K . In He gas: 0.01 mbar = 1 Pa . Pendulum mode Q = 7000 . [[attachment:alq_t4_090721_2.pdf]] . [[attachment:alq_t4_090721_4.pdf]] {{attachment:alq_t4_090721_2.png|alt|width="450"}} === 2009-07-16 (D. Tatsumi) === <<Anchor(090716)>> . ''Lost the sensor signal, when we pour liquid He for cryostat cooling''. . ''Therefore, we gave up to make an experiment at 4K today''. . Al Q measurement at 77 K . Pendulum mode Q = 5900 . [[attachment:alq_t77_090716_1.pdf]] (In He gas: 200 Pa) . [[attachment:alq_t77_090716_2.pdf]] (In vacuum: 2.5e-4 Pa) {{attachment:alq_t77_090716_1.png|alt|width="450"}} === 2009-07-15 (D. Tatsumi) === <<Anchor(090715)>> . Al Q measurement at 300 K . Pendulum mode Q = 470 . [[attachment:alq_t300_090715.pdf]] {{attachment:alq_t300_090715.png|alt|width="450"}} === 2009-07-14 (D. Tatsumi) === <<Anchor(090714)>> . [[CLIO/Tasks/AlWireQ#Setup|Setup for Al Q measurements]] . At 300K in air . Torsion mode Q = 20 / Torsion Mode [[attachment:alq_t300_090714.pdf]] [[attachment:alq_spec_090714.pdf]] {{attachment:alq_t300_090714.png|alt|width="450"}} === 2009-07-09 (T. Suzuki) === <<Anchor(090709)>> .(1)Al線Q値測定 . 来週(7/13〜7/17)辰巳さんがKEKに来て実験するため準備中。 . (2)Al線のRRR . 新冨先生に測っていただいた。3本同時測定。Nilacoから購入の99.999%, d= 0.5mm wire。 . Sample 1 : 常温での振り子Q測定に使った線。一度450gfくらいの張力をかけている。 . Sample 2 : Nilacoから購入のまま。 . Sample 3 : Nilacoから購入のまま。 . 抵抗測定:4端子法、電流=100mA . 温度測定:G10基板に付けたSi diode. Lakeshore 218 Controllerで温度直読。 . 温度制御:均音化のため試料を取り付けたG10基板全体をAl foilでくるむ。 . 室温は空中放置。4Kは液体ヘリウム中に浸す。 . 測定結果 . Sample 1 : R(299.6K)= 13.859mOhm , R(4.068K)= 5.7microOhm -> RRR= 2400 . Sample 2 : R(299.5K)= 14.01mOhm , R(4.068K)= 6.2microOhm -> RRR=2300 . Sample 3 : R(299.5K)= 13.95mOhm , R(4.068K)= 6.5microOhm -> RRR=2100 .(3)温度計配線の温度変化による変形の試験 . まだ試していません。 |
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|| BeCu || 0.09mm || || 860MPa || || Super Invar || 0.1mm || || 1.2GPa || ||ヤニ入りハンダ || 0.8mm || || 24MPa || |
|| Be Cu || 0.09mm || || 860MPa || || Super Invar || 0.1mm || || 1.2GPa || ||ヤニ入りハンダ || 0.8mm || || 24MPa || |
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Contents
方針 (2009/01/08 by 内山)
ニラコ、AL-011385, Φ0.50mm, 99.999%, 3500yen/1m
を使う。 Q値測定に用いる同一ロットのものを、最終段懸架用ワイヤーに使うこととする。
Requirements
- temperature at suspension point: 10K.
- suspension wire: Aluminum, Φ0.5mm*400mm, 2 loops.
Q of wire: 104 --> minimal success 103
Q of pendulum: 1.2*106 --> 1.25*105
Discussion on KEK measurements
- Date: 2009-07-23 by Uchiyama
- 下記の測定 (2009-07-21) のQpend at 4K = 7000 から
CLIO 懸架時の Qpend,CLIO -> 4.85e+4 になります。
- 現 current best に
- pure al wire suspension 1 台分の振り子の熱雑音 (m=1.8kg, Qpend=4.85e+4, f0=0.7Hz,T=10K)
- で計算したものをプロットしました。
3.0*10-20 [m/rtHz]*(freq/100Hz)-2.5
- 2台の振り子を冷却すると sqrt(2) 倍されるので、
4.2*10-20 [m/rtHz]*(freq/100Hz)-2.5
- になります。
Measured Q values
Temperature |
Torsion Mode |
Pendulum Mode |
Dilution factor |
expected intrinsic Q |
300 K |
20 |
470 |
4.3e-2 |
28 |
77 K |
--- |
5900 |
|
350 |
4 K |
--- |
7000 |
|
420 |
- KEK 実験での dilution factor は CLIO と比して 6.9 倍大きいので
1.25e+5 / 6.9 = 1.8e+4
- が最低合格ラインとしての振り子の Q 値です。
2009-07-21 の 4K での測定結果は、最低目標ラインの 1.8e+4 には
届きませんでしたが、惜しいところまでは到達しているようです。by 辰巳
--> 詳細は Discussion を参照。
Dilution factor の実測 4.3e-2 @300K、理論予想値 6.0e-2.
Setup
- 中央のCuブロック~20x20x20 mm、ピンバイスも含めて49g。
- 両端のおもりはCuP(?)、直径25x10 mm、重量45g。
- SUS M5 の長ネジとナットで止めています。ネジ部の長さが片側約40 mm。
- 総重量 160g
2009-07-21 (T. Suzuki)
- Al Q measurement at 4 K
- In He gas: 0.01 mbar = 1 Pa
- Pendulum mode Q = 7000
2009-07-16 (D. Tatsumi)
Lost the sensor signal, when we pour liquid He for cryostat cooling.
Therefore, we gave up to make an experiment at 4K today.
- Al Q measurement at 77 K
- Pendulum mode Q = 5900
alq_t77_090716_1.pdf (In He gas: 200 Pa)
alq_t77_090716_2.pdf (In vacuum: 2.5e-4 Pa)
2009-07-15 (D. Tatsumi)
- Al Q measurement at 300 K
- Pendulum mode Q = 470
2009-07-14 (D. Tatsumi)
- At 300K in air
- Torsion mode Q = 20 / Torsion Mode
2009-07-09 (T. Suzuki)
- (1)Al線Q値測定
- 来週(7/13〜7/17)辰巳さんがKEKに来て実験するため準備中。
- (2)Al線のRRR
- 新冨先生に測っていただいた。3本同時測定。Nilacoから購入の99.999%, d= 0.5mm wire。
- Sample 1 : 常温での振り子Q測定に使った線。一度450gfくらいの張力をかけている。
- Sample 2 : Nilacoから購入のまま。
- Sample 3 : Nilacoから購入のまま。
- 抵抗測定:4端子法、電流=100mA
- 温度測定:G10基板に付けたSi diode. Lakeshore 218 Controllerで温度直読。
- 温度制御:均音化のため試料を取り付けたG10基板全体をAl foilでくるむ。
- 室温は空中放置。4Kは液体ヘリウム中に浸す。
- 測定結果
Sample 1 : R(299.6K)= 13.859mOhm , R(4.068K)= 5.7microOhm -> RRR= 2400
Sample 2 : R(299.5K)= 14.01mOhm , R(4.068K)= 6.2microOhm -> RRR=2300
Sample 3 : R(299.5K)= 13.95mOhm , R(4.068K)= 6.5microOhm -> RRR=2100
- (3)温度計配線の温度変化による変形の試験
- まだ試していません。
2009-06-25 (T. Suzuki)
- * 300K Al dia.=0.5mm 振り子 Q=400〜450、 捻れ振動 Q=40。
- 錘 m=49g 、 L〜29cm wire 下端と錘および wire 上端の固定はピンバイスを使用。
- 同じ仕掛けでサファイア dia.=0.25mm に代えると、振り子でQ=1200, 捻れでQ=450 なので、Alの値は一応300KでのQ値とみて良いだろう。
写真はAlで吊った仕掛けの外観。 P1080411s.jpg
- * 温度を変えての測定は、7/13の週に辰巳氏がKEKに来る予定なので準備を進める。
2009-03-13 (T. Suzuki)
- ・CLIO Al wire (5N, dia.=0.5 mm, 20m) 届いた
- ・Handy Force Gauge (ALGOL HF-50)で破断応力測定。
- 端は直径6mmのSUS棒に巻きつけた摩擦とビスでの押さえを使って固定。
- 破断は試験ワイアーの直線部で起こっているので、端をつぶした影響は無いと観てよいだろう。
- 破断時の最大張力を記録して、ワイアー断面積を使って応力に換算。
- ワイアーが伸びて 直径が小さくなる分は無視している。
- Nilaco 5N Al wire dia.=0.5mmは2回測定して、16.5N, 16.4Nだった。 破断応力にして42MPa。
- . ついでに、他のワイアー(あるいはファイバー)も測ったものを書いておくと以下のとおり。
- 細いワイアーの直径測定はMitsutoyoのディジタルノギスを使っているが、
- 表示は 0.01mmの桁までなので、この細さのワイアーは誤差が大きいと思われる。
材質 |
Diameter (mm) |
破断力 (N) |
破断応力 |
Nilaco 5N Al |
0.5 |
16.5N, 16.4N |
42MPa |
ダイニーマ(高張力ポリエチレン) |
0.01 |
|
8.5GPa |
カーボンワイアー |
0.01mm |
|
5.0GPa |
W |
0.03mm |
|
3.2GPa |
Be Cu |
0.09mm |
|
860MPa |
Super Invar |
0.1mm |
|
1.2GPa |
ヤニ入りハンダ |
0.8mm |
|
24MPa |
φ100mm d60mm のサファイヤ鏡は 1.8kg --> 450g重/wire = 4.5N/wire よって、破断応力の 1/4 程度の応力が働いている。
- ・Q測定は調整中。
- 捻れ振動を使う予定。 トランスデューサーは静電容量型。