KAGRAにおける環境磁場測定

目的

KAGRAでは磁力を用いてテストマスの制御をおこなうため環境磁場が雑音になりうる。一般的に環境磁場雑音はその他の雑音と同じように無相関な雑音だ。しかし地上と電離層の間で発生する「シューマン共振」と呼ばれる地球規模の磁場の共振は、相関のある磁場雑音として検出されてしまう。このため検出器間の相関解析をした際の感度は、シューマン共振によって制限される可能性がある。本研究はKAGRAサイト、Virgoサイト、LIGOサイトで共同の磁場観測をおこなうことで、

• シューマン共振が相関のある磁場雑音として検出されるか
• それを取り除くフィルターの構築は可能か

を検証することを目的とした。

測定

測定の概要

測定は東京大学地震研究所の小河勉氏の協力の下、2016年7月21日の14時00分(JST)から2016年7月22日の15時00分(JST)までの27時間おこなった(新跡津坑口でおこなった最長の測定データについて示している。坑内の測定はより短い時間しかおこなえていない)。 既にVirgoサイトとのコヒーレンスの確認は済んでおり、測定は正しそうだということを確認している。

計測器(磁場計)

測定には地震研所有の磁場系を６台使用した。その内訳はMetronix社のmfs-06を４台、mfs-07eを２台であった。 風防のために新跡津坑口付近での測定は地面に穴を掘り、水平方向の磁場系は完全に埋め、垂直方向の磁場系は全体の70％程度を埋めて測定した。mfs-07eはmfs-06に比べコイル長が短いので、これを垂直方向の測定に使用した。

ロガーにはMetronix社のADU-07eを持ちいた。 サンプリング周波数は1024Hzとした。

測定場所

測定場所は新跡津坑口付近とセンタールーム付近の二カ所であり、フィルターの性能を評価したいという目的から新跡津坑口付近に二カ所の測定場所を設けた。 測定時間はGPSを用いてVirgoサイトと同期し、方位に関しては日本の磁場計測の流儀に則り磁北を基準にした。 以下に測定場所の詳細と時刻を示す。

• KAGRA新跡津坑口１ 測定日：2016/7/21/ 05:00:00(GMT)〜2016/7/22/ 07:00:00(GMT)
• KAGRA新跡津坑口２ 測定日：2016/7/21/ 10:00:00(GMT)〜2016/7/22/ 06:00:00(GMT)
• KAGRA坑内　測定日：2016/7/21/ 07:30:00(GMT)〜2016/7/22/ 08:30:00(GMT)

データの校正