2021 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 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (20751176)
服部 誠 東北大学, 理学研究科, 准教授 (90281964)
鈴木 惇也 京都大学, 理学研究科, 助教 (90795014)
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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 / アクシオン |
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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2台目望遠鏡がチリ・アタカマにて観測中を開始し、2台体制での観測が進む。また、前進であるPOLARBEAR実験によるアクシオン探索など、新しい研究も進んでいる。GBは焦点面検出器の入れ替えにより感度を大きく向上させるための準備が進んだ。SAおよびGB実験におけるデータ解析も進捗があり、較正解析に加えてマップの再構成や検出器感度の評価などが進む。超伝導検出器及び多重読出しについても、超伝導検出器作成におけるマイクロ波アンテナ部の構成や、5GテクノロジであるRFSoCを用いた読出しエレクトロニクスの開発が進んだ。
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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の影響から立ち直りつつあるが、遅れを完全に取り戻すには至っていない。ただし、新しい発想によるデータ解析や、科学成果の創出などによって、当初予想しなかった成果を得るなどの進捗もある。
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| Strategy for Future Research Activity |
SA実験においては、当初計画していたCMB観測に加え、いくつかの手法によるアクシオン探索や、その他の当初想定していなかった科学成果を創出し、次の一年間で成果達成を目指す。また、GB実験においては、焦点面検出器の感度を改善した上で、当初の目標である超大角度スケールでのCMB偏光観測を行う。
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