摘要：在暗物质和中微子等稀有衰变实验中,探测器材料中的放射性核素衰变所产生的射线诱发实验本底,其沉积能量可能与信号能区重叠。精确测量探测器材料的放射性,更好地理解本底来源和控制实验本底是提升探测器灵敏度的关键。高纯锗γ谱仪能量分辨率高,对样品几何形状没有要求,不需要对样品进行破坏性加工,是广泛应用的放射性测量仪器之一。PandaX合作组在锦屏地下实验室已搭建两套高纯锗γ谱仪(JP1和JP2),为暗物质和中微子实验甄选低本底材料。为提升高纯锗γ谱仪的灵敏度,精确测量更低放射性的材料,我们在现有JP1的基础上,设计双探头高纯锗γ谱仪。通过提升效率和降低本底两种方法,对暗物质和中微子实验关心的不同核素,相比于现有JP1,双探头高纯锗γ谱仪灵敏度预期可提升2~4倍。双探头高纯锗γ谱仪还可以用γ-γ符合方法测量小尺寸的样品,这种测量方式的灵敏度随测量时间有显著提升。

摘要：随着技术的发展,下一代引力波探测器的激光功率将得到进一步提高。大光斑半径的应用也将使探测器的热噪声进一步降低,因此,量子噪声将成为在全频段限制引力波探测器灵敏度的首要因素。作为目前最有保障的一种降低量子噪声的技术,频率相关压缩态很可能将被应用于下一代所有引力波探测器中^([1])。频率相关压缩态可以通过将频率不相关压缩态与滤波腔相结合而产生。基于滤波腔具有的频率响应特性,这一技术的应用可以使低频波段的辐射压噪声有效降低,同时实现高频波段散粒噪声的降低,从而实现全探测频段灵敏度的提升。基于日本KAGRA引力波探测器的设计,我们预计将9dB压缩度的压缩态与周损失为8×10^(-5)的300m滤波腔相结合,可以使探测器灵敏度在全探测频段提高1倍。此实验于2015年开始,目前滤波腔的安装调试已经基本完成,得到的结果基本与实验前的模拟相符合。与频率不相关压缩态光学实验台的安装过程也已经过半,通过温度和控制回路的调制,二次谐波腔的转化率已经超过50%。

摘要：引力波是爱因斯坦广义相对论的一个重要预言。大爆炸,特别是双黑洞、双中子星等双星系统是理论上最容易探测到的引力波波源。因为可以通过引力波了解这些重大的天体现象,所以对引力波的探测具有十分重要的科学意义。为此,建造了多个耗费巨资的基于激光干涉原理的引力波观测站(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,LIGO),以期能够首次直接探测到引力波。cWB(coherent Wave Burst)是一条能对多个观测站的数据进行实时分析处理的流水线。如何提高cWB程序的计算能力,成为了探测引力波的道路上亟待解决的问题。在分析cWB流水线特点的基础上,找到其性能瓶颈,设计并实现了一种有效的并行方法,在具有很强并行处理能力的GPU硬件上实现了对cWB流水线的加速。实验结果表明,与原来基于SSE优化加速的CPU实现相比,该CPU可以达到至少10倍的加速,这对于实现多个站点引力波信号的实时处理具有重要意义,在实时数据处理技术上为使用高精度的探测设备发现引力波提供了支持。