2020 Fiscal Year Annual Research Report
The next generation of CMB observation that will realize the neutrino mass measurement and the exploration of super-TeV physics
| Project Area | Exploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrinos |
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| Project/Area Number |
18H05539
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
日下 暁人 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20785703)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木内 健司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00791071)
小栗 秀悟 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, 基礎科学特別研究員 (20751176)
田島 治 京都大学, 理学研究科, 准教授 (80391704)
服部 誠 東北大学, 理学研究科, 准教授 (90281964)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 宇宙マイクロ波背景放射 / ニュートリノ / インフレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画研究では、初期宇宙観測という切り口で、本領域の目標「ニュートリノを軸とした新しい素粒子・宇宙像の創造」に挑む。宇宙背景放射(CMB)と宇宙背景ニュートリノ(CνB)は、どちらも初期宇宙のビッグバンに起源を持つ。現在、CMBはその偏光パターンも含めた超精密観測が進展している。特に、奇パリティを持つ「Bモード」の観測から、1)銀河団が作る重力レンズ効果の強度観測、それにCνBが与える影響を通したニュートリノ質量和の測定と、2)原始重力波由来のBモード探索による、「初期宇宙インフレーション」の研究、が可能となる。以上の研究を、世界最先端実験の一つで、POLARBEAR実験の後継であるSimons Array (SA)と、ユニークな観測を目指す純国産実験GroundBIRD (GB)、両者のデータ解析等を推し進めることにより行う。それと同時に、次世代実験CMB-S4にむけた技術
開発を推し進めることで、その先でさらに測定精度を向上することを目指す。
SAは1台目望遠鏡がチリ・アタカマにて観測中であり、COVID-19により中断していた2台目望遠鏡・受信機の設置作業も再開した。GBは新規超伝導検出器を導入して観測再開するなど、進捗が得られた。また、SAの前身であるPOLARBEAR実験のデータ解析を進め、インフレーションを制限する新しい結果を得た。加えて、SAおよびGB実験のための解析パイプライン開発が順調に進行しており、較正解析などを進めている。超伝導検出器及び多重読出しについても、民間半導体・MEMS作成プロセスを用いた超伝導検出器作成や、読出しエレクトロニクスの広帯域化を進めるなど、進捗があった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
SAとGB実験においては、COVID-19による遅れの影響を受けている。観測再開やデータ解析における進捗など、遅れを取り戻す努力をしているが、遅延の影響を完全に挽回するには至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
国内および米国機関との連携によりSAの観測を進め、物理成果達成を目指す。SAにおいては、物理成果の基礎となるデータ選別・CMBマップ作成部分のパイプライン作成が完成に近づいており、本年度終了までに物理成果達成、論文報告を目指す。GBにおいて解析を進め、大きな角度スケールにおけるCMBへの感度実証という当初目標達成をねらう。超伝導検出器と読み出し技術について、低コストで実現できるエレクトロニクス開発を進めると共に、民間半導体・MEMS作成プロセスを用いた超伝導検出器開発や、超伝導検出器の性能を最大限発揮するための光学フィルタ開発など、次世代実験に向けた研究開発をさらに推進する。
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