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Radiative cooling of the thermally isolated system is investigated in KAGRA gravitational
wave telescope. KAGRA is a laser interferometer-based detector and main mirrors constituting
optical cavities are cool down to 20 K to reduce noises caused by the thermal fluctuation. The
mirror is suspended with the multi-stage pendulum to isolate any vibration. Therefore, this
mirror suspension system has few heat links to reduce vibration injection. Thus, this system
is mainly cooled down with thermal radiation. In order to understand the process of radiative
cooling of the mirror, we analyzed cooling curve based on mass and specific heat. As a result,
it was newly found that a cryogenic part called ”cryogenic duct-shield” seems to have large
contribution in the beginning of the mirror cooling. This finding will help to design new cooling
system for the next generation cryogenic gravitational wave detector.
Radiative Cooling of the Thermally Isolated System in KAGRA Gravitational Wave Telescope / Akutsu, T.; Ando, M.; Arai, K.; Arai, Y.; Araki, S.; Araya, A.; Aritomi, N.; Aso, Y.; Bae, S. -W.; Bae, Y. -B.; Baiotti, L.; Bajpai, R.; Barton, M. A.; Cannon, K.; Capocasa, E.; Chan, M. -L.; Chen, C. -S.; Chen, K. -H.; Chen, Y. -R.; Chu, H. -Y.; Chu, Y. -K.; Eguchi, S.; Enomoto, Y.; Flaminio, R.; Fujii, Y.; Fukunaga, M.; Fukushima, M.; Ge, G. -G.; Hagiwara, A.; Haino, S.; Hasegawa, K.; Hayakawa, H.; Hayama, K.; Himemoto, Y.; Hiranuma, Y.; Hirata, N.; Hirose, E.; Hong, Z.; Hsieh, B. -H.; Huang, G. -Z.; Huang, P. -W.; Huang, Y. -J.; Ikenoue, B.; Imam, S.; Inayoshi, K.; Inoue, Y.; Ioka, K.; Itoh, Y.; Izumi, K.; Jung, K.; Jung, P.; Kajita, T.; Kamiizumi, M.; Kanda, N.; Kang, G. -W.; Kawaguchi, K.; Kawai, N.; Kawasaki, T.; Kim, C.; Kim, J.; Kim, W.; Kim, Y. -M.; Kimura, N.; Kita, N.; Kitazawa, H.; Kojima, Y.; Kokeyama, K.; Komori, K.; Kong, A. K. H.; Kotake, K.; Kozakai, C.; Kozu, R.; Kumar, R.; Kume, J.; Kuo, C. -M.; Kuo, H. -S.; Kuroyanagi, S.; Kusayanagi, K.; Kwak, K.; Lee, H. -K.; Lee, H. -W.; Lee, R. -K.; Leonardi, M.; Lin, C. -Y.; Lin, F. -L.; Lin, L. C. -C.; Liu, G. -C.; Luo, L. -W.; Marchio, M.; Michimura, Y.; Mio, N.; Miyakawa, O.; Miyamoto, A.; Miyazaki, Y.; Miyo, K.; Miyoki, S.; Morisaki, S.; Moriwaki, Y.; Nagano, K.; Nagano, S.; Nakamura, K.; Nakano, H.; Nakano, M.; Nakashima, R.; Narikawa, T.; Negishi, R.; Ni, W. -T.; Nishizawa, A.; Obuchi, Y.; Ogaki, W.; Oh, J. J.; Oh, S. -H.; Ohashi, M.; Ohishi, N.; Ohkawa, M.; Okutomi, K.; Oohara, K.; Ooi, C. -P.; Oshino, S.; Pan, K. -C.; Pang, H. -F.; Park, J.; Peiia Arellano, F. E.; Pinto, I.; Sago, N.; Saito, S.; Saito, Y.; Sakai, K.; Sakai, Y.; Sakuno, Y.; Sato, S.; Sato, T.; Sawada, T.; Sekiguchi, T.; Sekiguchi, Y.; Shibagaki, S.; Shimizu, R.; Shimoda, T.; Shimode, K.; Shinkai, H.; Shishido, T.; Shoda, A.; Somiya, K.; Son, E. J.; Sotani, H.; Sugimoto, R.; Suzuki, T.; Suzuki, T.; Tagoshi, H.; Takahashi, H.; Takahashi, R.; Takamori, A.; Takano, S.; Takeda, H.; Takeda, M.; Tanaka, H.; Tanaka, K.; Tanaka, K.; Tanaka, T.; Tanaka, T.; Tanioka, S.; Tapia San Martin, E. N.; Telada, S.; Tomaru, T.; Tomigami, Y.; Tomura, T.; Travasso, F.; Trozzo, L.; Tsang, T. T. L.; Tsubono, K.; Tsuchida, S.; Tsuzuki, T.; Tuyenbayev, D.; Uchikata, N.; Uchiyama, T.; Ueda, A.; Uehara, T.; Ueno, K.; Ueshima, G.; Uraguchi, F.; Ushiba, T.; Putten, M. H. P. M. V.; Vocca, H.; Wang, J.; Wu, C. -M.; Wu, H. -C.; Wu, S. -R.; Xu, W. -R.; Yamada, T.; Yamamoto, K.; Yamamoto, K.; Yamamoto, T.; Yokogawa, K.; Yokoyama, J.; Yokozawa, T.; Yoshioka, T.; Yuzurihara, H.; Zeidler, S.; Zhao, Y.; Zhu, Z. -H.. - In: JOURNAL OF PHYSICS. CONFERENCE SERIES. - ISSN 1742-6588. - 1857:1(2021), p. 012002. [10.1088/1742-6596/1857/1/012002]
Radiative Cooling of the Thermally Isolated System in KAGRA Gravitational Wave Telescope
Akutsu T.;Ando M.;Arai K.;Arai Y.;Araki S.;Araya A.;Aritomi N.;Aso Y.;Bae S. -W.;Bae Y. -B.;Baiotti L.;Bajpai R.;Barton M. A.;Cannon K.;Capocasa E.;Chan M. -L.;Chen C. -S.;Chen K. -H.;Chen Y. -R.;Chu H. -Y.;Chu Y. -K.;Eguchi S.;Enomoto Y.;Flaminio R.;Fujii Y.;Fukunaga M.;Fukushima M.;Ge G. -G.;Hagiwara A.;Haino S.;Hasegawa K.;Hayakawa H.;Hayama K.;Himemoto Y.;Hiranuma Y.;Hirata N.;Hirose E.;Hong Z.;Hsieh B. -H.;Huang G. -Z.;Huang P. -W.;Huang Y. -J.;Ikenoue B.;Imam S.;Inayoshi K.;Inoue Y.;Ioka K.;Itoh Y.;Izumi K.;Jung K.;Jung P.;Kajita T.;Kamiizumi M.;Kanda N.;Kang G. -W.;Kawaguchi K.;Kawai N.;Kawasaki T.;Kim C.;Kim J.;Kim W.;Kim Y. -M.;Kimura N.;Kita N.;Kitazawa H.;Kojima Y.;Kokeyama K.;Komori K.;Kong A. K. H.;Kotake K.;Kozakai C.;Kozu R.;Kumar R.;Kume J.;Kuo C. -M.;Kuo H. -S.;Kuroyanagi S.;Kusayanagi K.;Kwak K.;Lee H. -K.;Lee H. -W.;Lee R. -K.;Leonardi M.;Lin C. -Y.;Lin F. -L.;Lin L. C. -C.;Liu G. -C.;Luo L. -W.;Marchio M.;Michimura Y.;Mio N.;Miyakawa O.;Miyamoto A.;Miyazaki Y.;Miyo K.;Miyoki S.;Morisaki S.;Moriwaki Y.;Nagano K.;Nagano S.;Nakamura K.;Nakano H.;Nakano M.;Nakashima R.;Narikawa T.;Negishi R.;Ni W. -T.;Nishizawa A.;Obuchi Y.;Ogaki W.;Oh J. J.;Oh S. -H.;Ohashi M.;Ohishi N.;Ohkawa M.;Okutomi K.;Oohara K.;Ooi C. -P.;Oshino S.;Pan K. -C.;Pang H. -F.;Park J.;Peiia Arellano F. E.;Pinto I.;Sago N.;Saito S.;Saito Y.;Sakai K.;Sakai Y.;Sakuno Y.;Sato S.;Sato T.;Sawada T.;Sekiguchi T.;Sekiguchi Y.;Shibagaki S.;Shimizu R.;Shimoda T.;Shimode K.;Shinkai H.;Shishido T.;Shoda A.;Somiya K.;Son E. J.;Sotani H.;Sugimoto R.;Suzuki T.;Suzuki T.;Tagoshi H.;Takahashi H.;Takahashi R.;Takamori A.;Takano S.;Takeda H.;Takeda M.;Tanaka H.;Tanaka K.;Tanaka K.;Tanaka T.;Tanaka T.;Tanioka S.;Tapia San Martin E. N.;Telada S.;Tomaru T.;Tomigami Y.;Tomura T.;Travasso F.;Trozzo L.;Tsang T. T. L.;Tsubono K.;Tsuchida S.;Tsuzuki T.;Tuyenbayev D.;Uchikata N.;Uchiyama T.;Ueda A.;Uehara T.;Ueno K.;Ueshima G.;Uraguchi F.;Ushiba T.;Putten M. H. P. M. V.;Vocca H.;Wang J.;Wu C. -M.;Wu H. -C.;Wu S. -R.;Xu W. -R.;Yamada T.;Yamamoto K.;Yamamoto K.;Yamamoto T.;Yokogawa K.;Yokoyama J.;Yokozawa T.;Yoshioka T.;Yuzurihara H.;Zeidler S.;Zhao Y.;Zhu Z. -H.
2021-01-01
Abstract
Radiative cooling of the thermally isolated system is investigated in KAGRA gravitational
wave telescope. KAGRA is a laser interferometer-based detector and main mirrors constituting
optical cavities are cool down to 20 K to reduce noises caused by the thermal fluctuation. The
mirror is suspended with the multi-stage pendulum to isolate any vibration. Therefore, this
mirror suspension system has few heat links to reduce vibration injection. Thus, this system
is mainly cooled down with thermal radiation. In order to understand the process of radiative
cooling of the mirror, we analyzed cooling curve based on mass and specific heat. As a result,
it was newly found that a cryogenic part called ”cryogenic duct-shield” seems to have large
contribution in the beginning of the mirror cooling. This finding will help to design new cooling
system for the next generation cryogenic gravitational wave detector.
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.
