• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Development of a superconducting radiometer for CMB observations

Research Project

Project/Area Number 20H01937
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionNational Institute of Information and Communications Technology

Principal Investigator

Mima Satoru  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 研究員 (50721578)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大島 泰  国立天文台, 先端技術センター, 助教 (40450184)
大谷 知行  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (50281663)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Keywords超伝導検出器 / 宇宙マイクロ波背景放射 / ラジオメーター / 超伝導ラジオメーター / CMB
Outline of Research at the Start

地上からの宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光観測に代表される、電波の精密観測は高精度か、大規模化が進んでいる。さらなる高精度観測には、大気放射の影響の除去が不可欠である。
本研究では「大気放射の影響を精密にかつCMB観測と同時観測」できる超伝導ラジオメーターの開発を開発し、実現することを目的としている。
CMB偏光観測用の望遠鏡に搭載可能な超伝導ラジオメーターを開発し、地上の大気放射、特に水蒸気の影響を精密に同時計測できるシステムを構築する。

Outline of Final Research Achievements

We developed technology for a large-scale CMB polarization observation experiment aimed at elucidating the theory of inflationary cosmology. To observe CMB polarization with high precision from the ground, it is necessary to observe and subtract the effects of the atmosphere. To achieve this within the same field of view, we developed a radiometer technology using a superconducting detector that can be mounted on a telescope. The main challenge was to develop a bandpass filter that can measure water vapor absorption with high precision. We designed a bandpass filter and integrated it into a superconducting detector.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究が目指すCMB偏光観測の高感度化は、インフレーション宇宙論の解明を目的としている。インフレーションはビッグバン以前にあったと考えらえており、宇宙誕生という未知の解明につながるものである。
今回研究開発を行った、ミリ波帯域のフィルター技術は宇宙観測以外の観測実験へ応用が期待できる。またマイクロ波共振器に関連する技術開発は、超伝導量子技術などへの波及効果も期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Contribution of Residual Quasiparticles to the Characteristics of Superconducting Thin-Film Resonators2021

    • Author(s)
      Noguchi T.、Mima S.、Otani C.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 31 Issue: 5 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1109/tasc.2021.3058075

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Demonstration of wideband metal mesh filters for submillimeter astrophysics using flexible printed circuits2020

    • Author(s)
      Uno Shinsuke, Takekoshi Tatsuya, Oshima Tai, Yoshioka Keisuke, KahWuy Chin, Kohno Kotaro
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: 59 Issue: 13 Pages: 4143-4143

    • DOI

      10.1364/ao.389605

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ミリ波サブミリ波多色カメラに向けたオンチップ準集中定数フィルターの設計2024

    • Author(s)
      宇野慎介, 陳家偉, 井上修平, 河野孝太郎, 大島泰, 小野哲, 酒井剛, 長沼桐葉, 山村亮介, 竹腰達哉, 丹羽佑果, 渡邉一輝
    • Organizer
      日本天文学会2024年春季年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] A design method of an ultra-wideband and easy-to-array magic-T: A 6-14GHz scaled model for a mm/submm camera2023

    • Author(s)
      Shuhei Inoue, Kah Wuy Chin, Shinsuke Uno, Kotaro Kohno, Yuka Niwa, Toyo Naganuma, Ryosuke Yamamura, Kazuki Watanabe, Tatsuya Takekoshi, Tai Oshima
    • Organizer
      the 20th International Conference on Low Temperature Detectors
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of on-chip lumped element bandpass filters for multichroic imaging in submillimeter astronomy2023

    • Author(s)
      Shinsuke Uno, Kah Wuy Chin, Tai Oshima, Satoshi Ono, Takeshi Sakai, Akira Endo, Kenichi Karatsu, Jochem J. A. Baselmans, Tatsuya Takekoshi, Kotaro Kohno, Shuhei Inoue, Toyo Naganuma, Yuka Niwa, Ryosuke Yamamura, Kazuki Watanabe
    • Organizer
      36th International Symposium on Superconductivity (ISS2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nb thin-film superconducting microwave resonator with high quality factor for kinetic inductance detectors2023

    • Author(s)
      C. Otani, S. Mima, T. Taino, R. Murayama, T. Noguchi
    • Organizer
      15th International Workshop on High Temperature Superconductors in High Frequency Field (HTSHFF 2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] An Ultra-high-Q Thin-film Superconducting Resonator for Terahertz Detectors2023

    • Author(s)
      C. Otani, S. Mima, T. Taino, R. Murayama, T. Noguchi
    • Organizer
      10th International Symposium on Terahertz-Related Devices and Technologies (TeraTech 2023)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高い共振Q値を有するオンチップ超伝導マイクロ波共振器の研究開発2023

    • Author(s)
      大谷知行, 美馬 覚, 田井野徹, 村山亮介, 野口 卓
    • Organizer
      R5年度 応用物理学会 北陸・信越支部セミナー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 誘電体フリー超伝導共振器の中空構造に関する研究2023

    • Author(s)
      中城悠翔, 美馬 覚, 大谷知行, 亀井雄斗, 伊藤凌太, 野口 卓, 小林達哉, 田井野徹
    • Organizer
      低温工学・超電導学会研究発表会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 超伝導体の転移温度の人工的制御の実証とマイクロ波力学インダクタンス検出器の研究2021

    • Author(s)
      大谷知行, 美馬 覚, 田井野徹, 斗内政吉
    • Organizer
      光・量子ビーム科学合同シンポジウム2021(OPTO 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Material properties of a low contraction and resistivity silicon--aluminum alloy for cryogenic detectors2021

    • Author(s)
      Tatsuya Takekoshi, Kianhong Lee, Kah Wuy Chin, Shinsuke Uno, Toyo Naganuma, Shuhei Inoue, Yuka Niwa, Kazuyuki Fujita, Akira Kouchi, Shunichi Nakatsubo, Satoru Mima, Tai Oshima
    • Organizer
      19th International Workshop on Low Temperature Detectors (LTD-19)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超広視野時代のサブミリ波連続波観測の大気放射の除去について2021

    • Author(s)
      大島泰, 竹腰達哉, 陳家偉, 宇野慎介, 井上修平, 長沼桐葉, 丹羽佑果
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 多色サブミリ波カメラ用超広帯域反射防止技術の開発2021

    • Author(s)
      長沼桐葉, 吉岡佳輔, 酒井剛, 大島泰, 竹腰達哉, 丹羽佑果, 宇野慎介, 陳家偉, 井上修平
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超伝導検出器焦点面に適した低熱収縮シリコンアルミ合金の極低温特性評価2021

    • Author(s)
      竹腰達哉, 李建鋒, 陳家偉, 宇野慎介, 井上修平, 長沼桐葉, 丹羽佑果, 藤田和之, 香内晃, 中坪俊一, 美馬覚, 大島泰
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 多色サブミリ波カメラ用超広帯域準光学バンドパスフィルターの開発2021

    • Author(s)
      宇野慎介, 陳家偉, 井上修平, 河野孝太郎, 大島泰, 竹腰達哉, 長沼桐葉, 丹羽佑果
    • Organizer
      日本天文学会2021年秋季年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 多色サブミリ波カメラ用多段型多孔質膜赤外線フィルターの開発2021

    • Author(s)
      長沼桐葉, 吉岡佳輔, 酒井剛, 大島泰, 竹腰達哉, 丹羽佑果, 宇野慎介, 陳家偉, 井上修平
    • Organizer
      日本天文学会2021年春季年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] サブミリ波帯多色カメラ用光学バンドパスフィルターの開発2021

    • Author(s)
      宇野慎介, 大島泰, 竹腰達哉, 陳家偉, 井上修平, 長沼桐葉, 丹羽佑果
    • Organizer
      第21回ミリ波サブミリ波受信機ワークショップ
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 低熱収縮率シリコンアルミ合金を用いたホーンアンテナアレイの開発2021

    • Author(s)
      竹腰達哉, 李建鋒, 陳家偉, 宇野慎介, 井上修平, 長沼桐葉, 丹羽佑果, 藤田和之, 香内晃, 中坪俊一, 美馬覚, 大島泰
    • Organizer
      第21回ミリ波サブミリ波受信機ワークショップ
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超伝導受動素子、超伝導受動素子の製造方法、およびその受動素子を含む機器2022

    • Inventor(s)
      美馬覚, 田井野徹, 村山亮介, 野口卓, 大谷知行
    • Industrial Property Rights Holder
      美馬覚, 田井野徹, 村山亮介, 野口卓, 大谷知行
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi