最先端マイクロ波観測で探る原始重力波と新たな時間軸天文学の開拓
| Project/Area Number |
21K03585
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization (2022)
The University of Tokyo (2021) |
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Principal Investigator |
茅根 裕司 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 量子場計測システム国際拠点, 特任助教 (90649675)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 解析 / アクシオン / 暗黒物質 / 宇宙マイクロ波背景放射 / マイクロ波観測 / データ解析 / 背景放射 / 宇宙論 / 重力波 / インフレーション / 時間軸天文学 / 観測的宇宙論 / 原始重力波 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、最新のSimons Array実験により、宇宙のインフレーションの際に生成される時空のさざ波である原始重力波を、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)に刻まれる特殊な渦状の偏光パターン「Bモード」によって精密に観測することである。特に原始重力波の振幅が最も大きくなる約2度角以上の大角度スケールで検出することで、宇宙の「はじまり」の解明につなげる。また、CMB観測の広い天域を、長時間にわたり、高い頻度で観測する特徴を活用することで、マイクロ波帯での時間軸天文学を開拓することである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、時間軸に着目した宇宙観測データの活用が注目されている。その中でも本研究では、マイクロ波帯での観測における時間軸解析に焦点を当てて研究を進めてきた。特に、これまでに宇宙マイクロ波背景放射の直線偏光が時間振動することで探索が可能な、Axion-like particle (ALP)の研究を進めている。
POLARBEAR実験は2012年から2017年まで南米チリ・アタカマ砂漠から宇宙マイクロ波の観測を行なってきた。研究代表者は観測当初から観測データの解析を主導してきた。本研究ではこれまでにvalidationを完了した「重力レンズ起源信号」に特化した小スケール観測データを活用したデータ解析を進めてきた。2022年度ではその解析を終え、ALPに制限を課すことに成功した（mass range: 9.6e-22<m_phi<2.2e-20 eV; coupling: g_phi-gamma<2.4e-11 GeV^(-1)x(m_phi/1e-21 eV)）。
同時に、POLARBEAR実験のupgrade実験であるSimons Arrayを使ったマイクロ波背景放射観測を進めている。安定した観測実現のためにこれまでに、観測・装置を遠隔地からモニタリングできる"LiveMonitor"システムの開発をおこなってきた。
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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
POLARBEAR実験のデータを使った、宇宙マイクロ波背景放射の偏光角の振動によるAxion-like particleへの制限をかけることに成功し、現在論文を投稿している。Simons Arrayによる同種の観測・解析の準備も進めており、順調に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
投稿中の論文をいち早く出版するとともに、宇宙マイクロ波背景放射観測データ以外の時間軸データ、例えば同じくPOLARBEAR実験による全天で最も明るい偏光源であるカニ星雲の観測データを使ったAxion-like particleへの制限解析を進める。また、現行のマイクロ波背景放射観測実験であるSimons Arrayによる観測とデータ解析を強力に押し進めていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(17 results)
