| Project Area | What is dark matter? - Comprehensive study of the huge discovery space in dark matter |
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| Project/Area Number |
20H05855
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Takada Masahiro 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (40374889)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 直之 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (20450182)
石垣 美歩 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (30583611)
砂山 朋美 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 客員研究員 (30794010)
高橋 龍一 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (60413960)
岡本 桜子 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (80823377)
高遠 徳尚 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (50261152)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥352,690,000 (Direct Cost: ¥271,300,000、Indirect Cost: ¥81,390,000)
Fiscal Year 2024: ¥66,170,000 (Direct Cost: ¥50,900,000、Indirect Cost: ¥15,270,000)
Fiscal Year 2023: ¥37,180,000 (Direct Cost: ¥28,600,000、Indirect Cost: ¥8,580,000)
Fiscal Year 2022: ¥77,220,000 (Direct Cost: ¥59,400,000、Indirect Cost: ¥17,820,000)
Fiscal Year 2021: ¥56,680,000 (Direct Cost: ¥43,600,000、Indirect Cost: ¥13,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥115,440,000 (Direct Cost: ¥88,800,000、Indirect Cost: ¥26,640,000)
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| Keywords | ダークマター / アクシオン / 原始ブラックホール / 矮小銀河 |
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| Outline of Research at the Start |
すばる超広視野多天体分光器Prime Focus Spectrograph (PFS)は、広い視野に渡り、約2400個の天体を同時に分光観測ができる極めてユニークな装置である。ダークマターが卓越する天体（例えば矮小銀河）の個々の星のPFS分光観測から、視線速度を測定し、ダークマターの空間分布を高精度に復元し、アクシオンなどのダークマター模型を検証する。本研究グループのリードの下、米国、台湾などの国際共同研究者と協力し、分光器モジュールカメラ、主焦点装置制御・較正システムの開発を行う。また、分光データから物理量を高精度かつローバストに測定するための物理解析パイプラインを開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Using imaging data from the Subaru Hyper Suprime-Cam, we precisely measured the weak gravitational lensing effect caused by cosmic structures and measured the parameter S8, which characterizes the extent of structure formation in the present-day universe evolved, S&, by comparing the measurements with the predictions of the LambdaCDM model. This analysis revealed the so-called S8; tension, which attracted significant attention from the community.
Regarding the development of the Subaru Prime Focus Spectrograph (PFS), we developed a spectroscopic data calibration system and pipeline. Through repeated improvements using the commissioning data, we succeeded in constructing a system that meets the required specifications. In 2025, PFS was officially opened to the global community as a Subaru common-use instrument, and observations aimed at probing dark matter have since begun.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来、日本における宇宙論研究は理論が主流であったが、すばる望遠鏡のデータを用いた観測的宇宙論のコミュニティが確立された。この発展には本研究グループの貢献が大きく、豊富な経験と実績に基づく多くの成果が得られている。S8不一致問題が明らかになり、今後の進展が期待される。
すばるPFSの研究についても、本研究で開発された分光データ較正システムを開発できた。15年以上の歳月を経て、PFSが遂に完成した。世界が注目する強力な分光装置である。ダークマターを探査する観測プロジェクトも2025年3月から開始し、今後の進展が期待できる。
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