| Project/Area Number |
19H05609
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section B
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
玉川 徹 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (20333312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 弘充 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (10536775)
三石 郁之 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (90725863)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥184,990,000 (Direct Cost: ¥142,300,000、Indirect Cost: ¥42,690,000)
Fiscal Year 2023: ¥23,010,000 (Direct Cost: ¥17,700,000、Indirect Cost: ¥5,310,000)
Fiscal Year 2022: ¥27,560,000 (Direct Cost: ¥21,200,000、Indirect Cost: ¥6,360,000)
Fiscal Year 2021: ¥36,920,000 (Direct Cost: ¥28,400,000、Indirect Cost: ¥8,520,000)
Fiscal Year 2020: ¥56,680,000 (Direct Cost: ¥43,600,000、Indirect Cost: ¥13,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥40,820,000 (Direct Cost: ¥31,400,000、Indirect Cost: ¥9,420,000)
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| Keywords | 宇宙物理学（実験） / X線・ガンマ線偏光 / 超強磁場 / 中性子星 / 飛翔体観測 / 宇宙物理学 (実験) |
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| Outline of Research at the Start |
世界初の高感度X線・ガンマ線偏光観測を実施することにより、マグネター (磁石星) と呼ばれる中性子星が、本当に100億テスラを超える超強磁場を持つ天体なのかを直接検証する。我々がコアメンバーとして参加するNASAのX線偏光観測衛星IXPEと、日米共同気球実験XL-Caliburの準備、運用、データ解析に関わり、中性子星連星とマグネターの偏光観測をおこなうことで、超強磁場で顕著にみられる真空複屈折等のQED効果を世界で初めて捉える。さらに、宇宙観測と地上実験をつないだ「強い場の物理」分野を創出することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) IXPE衛星は打ち上げ前の準備が全て完了し、当初の予定通り2021年12月9日に米国ケネディ宇宙センターから高度600kmの赤道軌道に打ち上げられた。約1ヶ月の初期機能確認を経て、2022年1月から科学運用を開始した。我々が提供したX線偏光計搭載のガス電子増幅フォイル、X線望遠鏡搭載の熱シールドはいずれも、問題なく動作していることを確認した。
(2) 我々IXPEマグネター観測チームは、4U 0142+61 を1月31日から2月27日まで観測し、データの品質確認や初期解析を行なった。その結果、統計的に有意にX線偏光が観測できていることを確認した。
(3) 日本が提供する XL-Calibur 気球実験用硬X望遠鏡に対して、SPring-8 シンクロトロン放射光 (20-70 keV) を利用して、エネルギー毎の結像性能・有効面積を較正した。望遠鏡を20℃に保つためのヒーターと温度計も取り付けを完了した。可視光の平行光を利用することで、天体の観測方向と偏光計の方向をモニターする2台の可視光カメラと硬X線望遠鏡の光軸関係も測定した。これにより、望遠鏡のフライト準備が完了した。硬X線偏光計については、0.8 mm厚に薄くしたCZT半導体検出器（主検出部）と、阻止能の高いBGOシンチレータ（アクティブシールド部）の組み上げを、米国において実施した。
(4) 接着剤により一体化された IXPE 搭載熱制御素子の経年劣化や接着前後の状態を比較するために、小型かつ解像度の良いビデオスコープによる評価システムを構築した。これを用いて各接着部の様子をリアルタイムで観察し、フライトスペア品の品質評価を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
IXPE衛星は予定通り打ち上がった。全ての観測機器が問題なく動作していることを確認し、科学観測を開始した。すでにマグネター1天体目の観測を終了し、統計的に有意な偏光が得られることが確認できた。データ解析は順調に進んでおり、半年程度で確実に論文化できる目処が立っている。XL-Calibur 気球実験は、2022年初夏のスウェーデンにおけるフライトに向けて準備が予定通り進んでいる。以上より、概ね順調に計画が進捗していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
IXPE衛星は予定通りにマグネター観測が進んでいる。2021年度に取得した 4U 0142+61 のデータ解析を進め、早期の論文化を目指す。今後、2天体目、3天体目の観測を行う予定なので、そのための候補天体の選定を進める。XL-Calibur は2022年初夏のフライトを実施するとともに、取得したデータ解析を進める。硬X線領域での世界初の高感度偏光観測を目指す。
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| Assessment Rating |
Interim Assessment Comments (Rating)
A: In light of the aim of introducing the research area into the research categories, the expected progress has been made in research.
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