【 KAGRA(カグラ)とは 】
KAGRAとは、約100年前にアインシュタインが提唱した、
重力波を「捉える」為の・・・
大型の重力波望遠鏡!!!
です!
そして、重力波とは、例えばブラックホールや中性子星の合体、あるいは、超新星爆発でも発生する現象ですが、
「光」より前に放出されるが故に・・・
重力波が発生すると時空に「歪(ゆが)み」が生じる・・・
という事実も、既に解明されています。

そして、重力波を「捉える」事が出来る大型の重力波望遠鏡は、現在の所、アメリカに2台、イタリアに1台しかありません。
ところで、昨年、史上初のブラックホール直接初観測が話題になりました!
この時に活用されたのが、マルチメッセンジャー天文学です。
そして、ここにKAGRAが加わり、4台で観測可能になると、
「複数箇所」から観測出来るが故に・・・
重力波の「発生源」をピンポイントで特定しやすくなる!!!
という効果が生まれます!
なお、マルチメッセンジャー天文学とは、可視光・赤外線・電波・ニュートリノ(素粒子)など、
「幅広い」素材から・・・
「様々な」手法で・・・
「同時に」観測する事・・・
という意味です。

このように、4台目として加わったKAGRAは、2020年の2月~4月に掛けて本格稼働が始まり、現在に至ります。
そして、KAGRAは岐阜県飛騨市の山中(さんちゅう)、地下200mの所に設置されています。
そして、
この設置場所や・・・
設置する際の条件が・・・
感性の研ぎ澄まし方の参考になる!!!
という「意識」で眺めて下さい(笑)
そして、この先の内容に関し、少々難しく感じるでしょうが、出来る限り分かりやすく説明していきます!

【 仕組み 】
重力波の検出に際し、KAGRAでは長さ3㎞のアームと呼ばれる、2本のパイプが使われます。
これは、「Yアーム・Xアーム」と呼ばれ、2本のパイプが直角に交わる構造です。
そして、パイプの中は真空状態に保たれ、強力なレーザー光源が走っています。
そして、通常の状態の時であれば、レーザーがYアーム・Xアームの両方に同時に放出され、放出された2つのレーザーは同時に戻って来る現象(消滅する)が観測出来ます。
しかし、重力波の影響が存在すると、ほんの僅かでも時空に「歪み」が生じます。
すると、Yアーム・Xアームの長さが変わり、放出された2つのレーザーが戻って来るタイミングが変わります(消滅しない)。
つまり、通常の状態の時には、放出された2つのレーザーで、
相互に波の打ち消しが起こるが故に・・・
2つのレーザーは消滅する・・・
という現象が起こります。
しかし、時空に「歪み」が生じていると、相互に波の打ち消しが起こらないが故に、
ほんの僅かの時間差とは言え・・・
2つのレーザーが消滅せずに戻って来る・・・
という現象が起こります。
難しい事は分からなくても、全く大丈夫です(笑)

【 4つの大きな特徴 】
この先の内容で大切になるのが、時空に生じる「歪み」は、
地球上で最も小さい原子である・・・
水素原子の1億分の1(1/100、000、000) 程度!!!
という点です!
つまり、時空に生じる「歪み」は「微少微細」であるが故に、重力波を観測する為には、
ほんの僅かな「振動」が大きな障害になる
という事です。
そこで、「振動」を「取り除く」為に、KAGRAには以下の4つの大きな特徴が兼ね備えられています!!!
○ 地下200mの空間への設置
○ 観測は遠隔操作で行う
○ -253℃の「鏡」を使用
○ 特殊な防振装置の活用

では、その《 なぜなら~ 》を簡単に説明します!
《 地下空間 》:
地表から伝わって来る「振動」を減らす為です。
《 遠隔操作 》:
地下施設から約5㎞離れた場所に、遠隔操作をするコントロールルームが設置されています。
なぜなら、研究者が地下施設内を歩いた時に生じる「振動」さえも、「取り除く」為です。
《 -253℃の「鏡」 》:
「鏡」はレーザーを「反射」する為です。
以前の重力波望遠鏡では、石英製の「鏡」を常温で使用していました。
しかし、「鏡」の表面に生じる「熱運動」で「揺らぎ」が発生しました。
故に、熱伝導率が良い人工サファイア製の「鏡」を、-253℃迄「冷却」して「揺らぎ」を「取り除く」為です。
《 防振装置 》:
地震などの「揺れ」から守る為です。
仮に「揺れ」が生じた際には、「振動」を「打ち消し合う」事を目的としたサファイア「鏡」が、高さ14mの所に「振り子」状に吊されています。

この箇所も、正確に理解出来ていなくとも、全く大丈夫です(笑)
一言で表現すると、
「歪み」を「捉える」為に・・・
「振動」を「取り除く」事が大切!!!
という事です!