Formation Processes of Heavy Elements in the Early Universe Elucidated by Superconducting Nanoelectronics, Large-Scale Numerical Simulations, and Data Science

• Project/Area Number: 23K20035
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (International Leading Research )
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 河野 孝太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80321587)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹腰 達哉 北見工業大学, 工学部, 助教 (00714164) ; 森脇 可奈 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60962321) ; 田村 陽一 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (10608764) ; 池田 思朗 統計数理研究所, 数理・推論研究系, 教授 (30336101) ; 吉田 直紀 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (90377961)
• Project Period (FY): 2023-11-17 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥688,870,000 (Direct Cost: ¥529,900,000、Indirect Cost: ¥158,970,000); Fiscal Year 2029: ¥79,430,000 (Direct Cost: ¥61,100,000、Indirect Cost: ¥18,330,000); Fiscal Year 2028: ¥79,430,000 (Direct Cost: ¥61,100,000、Indirect Cost: ¥18,330,000); Fiscal Year 2027: ¥79,430,000 (Direct Cost: ¥61,100,000、Indirect Cost: ¥18,330,000); Fiscal Year 2026: ¥83,980,000 (Direct Cost: ¥64,600,000、Indirect Cost: ¥19,380,000); Fiscal Year 2025: ¥124,150,000 (Direct Cost: ¥95,500,000、Indirect Cost: ¥28,650,000); Fiscal Year 2024: ¥142,480,000 (Direct Cost: ¥109,600,000、Indirect Cost: ¥32,880,000); Fiscal Year 2023: ¥99,970,000 (Direct Cost: ¥76,900,000、Indirect Cost: ¥23,070,000)
• Keywords: サブミリ波輝線強度マッピング / 宇宙における重元素生成集積史 / 集積超伝導分光器 / 大規模宇宙論シミュレーション / データ科学に基づく観測・解析手法

Outline of Research at the Start

生命や惑星を構成する重元素が宇宙史の中でいかに形成・集積されたかという根源的な疑問に迫るため、炭素や酸素のイオンから放射されるスペクトル線に着目したサブミリ波帯での輝線強度マッピングを行う。超伝導ナノエレクトロニクス・大規模宇宙論シミュレーション・データ科学・観測天文学の緊密な連携により、既存計画と比して1桁以上の性能飛躍をもたらず次世代3次元分光撮像器TIFUUNを開発し、その性能を引き出す新たな観測およびデータ解析の戦略を策定する。ASTEでの輝線強度マッピング観測に加え、LMT-FINER等を用いた個別観測とあわせ、宇宙最初の20億年間における塵に隠された星形成史の全貌を明らかにする。