Constraining sum of neutrino masses through high-redshift large scale structure measurements with multi-wavelength data

• Project Area: Exploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrinos
• Project/Area Number: 21H00070
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 宮武 広直 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (20784937)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 観測的宇宙論 / 銀河 / 重力レンズ / 多波長解析 / ニュートリノ / 大規模構造 / 重力レンズ効果 / 銀河団

Outline of Research at the Start

本研究では、最新の多波長データ、特にすばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam (HSC)と高感度・高角度分解能マイクロ波望遠鏡Advanced Atacama Cosmology Telescope Polarimeter (AdvACT)を用い、高赤方偏移の銀河及び銀河団の重力レンズ効果を測定することによって、世界で初めて高赤方偏移領域における宇宙の大規模構造からニュートリノ質量和を始めとする宇宙論パラメータに制限を付ける。

Outline of Annual Research Achievements

昨年度まで行ったすばる望遠鏡Hyper Suprime-Cam(HSC)で検出されたz~4の大規模超遠方銀河サンプル（ライマンブレイク銀河）のPlanck衛星のデータを用いたCMB重力レンズ効果測定及びライマンブレイク銀河のCMB重力レンズ効果と空間クラスタリングを組み合わせた宇宙論パラメータの制限に関する論文が受理され、Physical Review Letters(PRL)誌に掲載された。この成果はPRLのEditors’ Suggestionに選ばれ、さらにアメリカ物理学会(APS)が出版するPhysics MagazineのViewpointに選ばれた。Editors’ SuggestionはPRLで受理された論文のうち14%であり、Viewpointに選ばれる論文はAPSが出版する全ての論文誌に掲載される論文のうちの0.6%である。また、論文のインパクトを評価するウェブサイトAlmetricによると、この論文の注目度はPRLから出版された論文の中でトップ0.1%に入っている。また、本成果に関するプレスリリースを行い、世界中の87のニュースサイトに、日本では12紙の新聞に掲載された。さらに、本研究をもとにした研究提案は科学技術振興機構創発的研究支援事業に採択された。また、この論文に関連して1件の国際学会における招待講演を行った。本年度はこの研究をさらに推進し、HSCの最新のデータを用いた大規模超遠方銀河サンプルの作成、CMB重力レンズ効果の系統誤差の測定と銀河空間クラスタリングの測定に必要なHSC サーベイのランダム点の精緻化、Planck衛星の5倍程度の感度を持つAdvACTを用いたCMB重力レンズ効果の測定などを推進した。これらの研究は創発的研究支援事業に発展的に引き継がれ、ニュートリノ質量をはじめとする宇宙論パラメータの制限を引き続き行う。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Princeton University(米国)
• [Int'l Joint Research] University of Southern California/Princeton University/Cornell University(米国)
• [Int'l Joint Research] University of KwaZulu-Natal(南アフリカ)
• [Int'l Joint Research] University of Toronto(カナダ)
• [Int'l Joint Research] University College London/University of Sussex(英国)
• [Int'l Joint Research] CNRS(フランス)
• [Int'l Joint Research]
• [Journal Article] First Identification of a CMB Lensing Signal Produced by 1.5 Million Galaxies at z~4: Constraints on Matter Density Fluctuations at High Redshift (2022)
  • Author(s): Miyatake Hironao、Harikane Yuichi、Ouchi Masami、Ono Yoshiaki、Yamamoto Nanaka、Nishizawa Atsushi J.、Bahcall Neta、Miyazaki Satoshi、Malag?n Andr?s A. Plazas
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 129 Issue: 6 Pages: 061301-061301
  • DOI: 10.1103/physrevlett.129.061301
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The three-year shear catalog of the Subaru Hyper Suprime-Cam SSP Survey (2022)
  • Author(s): Li Xiangchong、Miyatake Hironao、Luo Wentao、More Surhud、Oguri Masamune、Hamana Takashi、Mandelbaum Rachel、Shirasaki Masato、Takada Masahiro、Armstrong Robert、Kannawadi Arun、Takita Satoshi、Miyazaki Satoshi、Nishizawa Atsushi J、Plazas Malagon Andres A、Strauss Michael A、Tanaka Masayuki、Yoshida Naoki
  • Journal Title: Publications of the Astronomical Society of Japan Volume: 74 Issue: 2 Pages: 421-459
  • DOI: 10.1093/pasj/psac006
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hundreds of weak lensing shear-selected clusters from the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program S19A data (2021)
  • Author(s): Oguri, Masamune ; Miyazaki, Satoshi ; Li, Xiangchong; Luo, Wentao ; Mitsuishi, Ikuyuki ; Miyatake, Hironao ; More, Surhud ; Nishizawa, Atsushi J.; Okabe, Nobuhiro; Ota, Naomi; Plazas Malagテウn, Andrテゥs A.; Utsumi, Yousuke
  • Journal Title: PASJ Volume: 73 Issue: 4 Pages: 817-829
  • DOI: 10.1093/pasj/psab047
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] First Identification of a CMB Lensing Signal Produced by 1.5 Million Galaxies at z~4 (2022)
  • Author(s): Hironao Miyatake
  • Organizer: Kashiwa DM Symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Constraining total neutrino mass through large scale structure measurements at high redshift (2022)
  • Author(s): 宮武広直
  • Organizer: 新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会