2017 Fiscal Year Annual Research Report
多波長宇宙論データを用いた究極的物理解析ツールの開発
| Project Area | Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future - |
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| Project/Area Number |
15H05896
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小松 英一郎 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 主任研究員 (00750316)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加用 一者 東京工科大学, 教養学環, 講師 (80377928)
高橋 慶太郎 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (80547547)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 観測的宇宙論 / 宇宙の大規模構造 / シミュレーション / 対数正規分布 / 重力レンズ効果 / 銀河分布の密度ゆらぎ / intensity mapping / 21cm線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H29年度に、本研究の柱となる対数正規分布プログラム（log-normal simulation）の論文を出版した（研究代表者小松、本科研費で雇用する真喜屋、研究協力者の斎藤）。H29年度の目標は、このプログラムを用い、宇宙の物質密度場を測定する新しい手法である「intensity mapping」のシミュレーションデータを作成することであった。想定するデータは、将来計画である大規模電波望遠鏡アレイSquare Kilometer Array（SKA）の21cm輝線のデータと、ホビー・エバリー望遠鏡暗黒エネルギー実験（HETDEX）のライマン・アルファ輝線のデータである。HETDEXのシミュレーションデータを生成するプログラムは完成した。これを用いれば、SKAのシミュレーションデータも作成できる。intensity mappingのシミュレーションは世界的に見ても例が少なく、このプログラムをH29年度内に完成できたのは重要なマイルストーンであった。斎藤はこの成果を2つの国際学会で発表した。研究分担者の高橋は、SKAのデータを用いたサイエンスに関する論文を5編発表し、日本物理学会のシンポジウムで招待講演を行った。小松は、B01チームとの議論を通じて、B01の計画であるライトバード衛星のデータを用いれば、原始重力波から初期宇宙のパリティ対称性を破る物理を探ることが可能であることを示す論文を発表した。小松は、H30年度の研究課題の一つである、熱的スニヤエフ-ゼルドヴィッチ効果と2MASS銀河サーベイの相互相関の研究の準備として、2MASS銀河サーベイの相関関数の測定と解釈の論文を発表した。それと類似して、日本の赤外線衛星「あかり」のデータの相関関数の解釈論文を発表した。真喜屋は、熱的スニヤエフ-ゼルドヴィッチ効果と2MASS銀河サーベイの相互相関の測定の初期の結果を2018年2月に開催した新学術領域のシンポジウムで発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
intensity mappingのシミュレーションデータを生成するコンピュータープログラムを予定通りに完成できたのは、重要なマイルストーンであった。SKAとHETDEXのシミュレーションデータは生成できたが、H29年度の目標としては、さらにこれらを用いて、SKAとHETDEXから予測される暗黒エネルギーの状態方程式のパラメータwとニュートリノ質量和∑mνの制限を得る予定であった。これはH29年度内には完了しなかったが、もっとも難しいシミュレーションデータの作成はすでに完了したので、wと∑mνの結果を得るのは難しくない。H30年度からは、これまでに開発したコンピュータープログラムを実データに適用する。課題の一つは熱的スニヤエフ-ゼルドヴィッチ効果と2MASS銀河サーベイから得られた銀河分布の相互相関の測定であるが、これはすでに初期の成果が出ていて学会発表もしており、当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
H30年度には、intensity mappingのシミュレーションデータを用い、SKAとHETDEXから予想されるwと∑mνの制限を得る。開発したソフトウエアをHETDEXの初年度の実データに適用し、ライマン・アルファ輝線と銀河分布の相互相関関数を測定する。初年度のデータではwと∑mνの制限は弱いことが予想されるので、測定結果は宇宙の星形成率への制限など、より天体物理的な立場から解釈する。宇宙マイクロ波背景放射のデータとして、B01から期待されるデータに加えて、他の実験計画（CCAT-pなど）から期待されるデータを想定し、宇宙マイクロ波背景放射の重力レンズ効果、熱的スニヤエフ-ゼルドヴィッチ効果、運動的スニヤエフ-ゼルドヴィッチ効果と、B03（PFS）とB02（HSC）からそれぞれ期待される銀河分布と重力レンズ効果の相互相関のシミュレーションを行い、wと∑mνの制限を得る。また、開発したソフトウエアをプランク衛星から得られた熱的スニヤエフ-ゼルドヴィッチ効果と2MASS銀河サーベイから得られた銀河分布の実データに適用し、その相互相関関数の測定を行う。
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| Remarks |
CRLは、研究代表者と共同研究者とが開発したコンピュータープログラムを公表するページである。本科研費で開発したプログラムも、このページで全世界に公表している。
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