光のスクイーズド状態を用いたLIGO重力波検出器の感度向上

アインシュタインが重力波の存在を初めて予測してからほぼ1世紀たち、重力波地上観測所の世界的ネットワークが、このかすかな放射を精密レーザー干渉法で直接検出しようとしている。しかし、光の量子性に起因する光子ショット雑音によって、重力波観測用に配置されたキロメートルスケールのマイケルソン干渉計のアトメートルレベルの感度に基本的限界が課せられている。今回我々は、スクイーズド状態を導入することによって、レーザー干渉計重力波天文台（LIGO）の検出器の1つの性能を、量子雑音限界を超えて向上させている。最も注目すべきことは、いくつかの天体物理学的重力波源にとって極めて重要な最低150 Hzまでの周波数領域において性能が向上しており、どの周波数でも性能低下が見られなかったことである。スクイーズド状態を導入したことにより、このLIGO検出器は重力波に対してこれまでで最高の広帯域感度を示した。この結果は、これまでにない感度での重力波宇宙の観測に大きな影響を与える。