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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Investigation of Inflation Cosmology with Ground-based Experiment of Large-angle Distribution of CMB B-mode Polarization

Research Project

Project/Area Number 15H05743
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

大谷 知行  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, チームリーダー (50281663)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田井野 徹  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40359592)
関本 裕太郎  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, 教授 (70262152)
田島 治  京都大学, 理学研究科, 准教授 (80391704)
Project Period (FY) 2015-05-29 – 2020-03-31
Keywords宇宙物理 / ミリ波 / 宇宙マイクロ波背景放射 / Bモード偏光 / 超伝導検出器
Outline of Annual Research Achievements

GroundBIED望遠鏡を完成させ、スペイン・テイデ観測所での回転の試運転、冷却試験、読み出し回路の試験を完了し、ファーストライト(観測の開始)を達成した。また、ワイヤーグリッドを使った独自の偏光較正手法の原理実証も行った。

ファーストライトの観測では、GroundBIRD望遠鏡独自の回転スキャンによって観測した月のミリ波帯イメージの取得に成功した。この測定結果より、設計値と矛盾のない角度分解能を達成していることを確認した。また、2日間に渡る連続観測によって得られる観測領域である“ヒットマップ”を得た。これは、各視点に対する実効的な観測時間の分布図であり、この結果によって、地上からの史上最大の観測領域を達成するために必要な望遠鏡性能を有している事を確認した。さらに、ワイヤーグリッドを使った独自の偏光較正手法の原理実証も行った。望遠鏡の視野を天頂に向けた状態でワイヤーグリッドを望遠鏡開口部で回転させ、偏光信号の変調の観測に成功した。これにより較正原理が実証され、系統誤差コントロールに至る第一歩を達成した。

また、想定を上回る成果として、新たなMKID検出器の応答性能評価法を提案・開発した。また、検出器開発過程で、物質固有の超伝導転移温度Tcを越えるTcが積層薄膜で実現されるとの海外機関の報告を受け、超伝導デバイス作製技術を駆使してその実験的追証を行い、MKIDデバイスにより従来Tc(Al=1.15K)を大きく越える温度(1.86 K)でGHz帯交流特性の変化を実験的に明らかにした。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

(20 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research Journal Article Presentation Remarks

  • [Int'l Joint Research] Instituto de Astrofisica de Canarias(スペイン)

    • Country Name
      スペイン
    • Counterpart Institution
      Instituto de Astrofisica de Canarias
  • [Int'l Joint Research] Korea University(韓国)

    • Country Name
      韓国
    • Counterpart Institution
      Korea University
  • [Int'l Joint Research] SRON/TU Delft(オランダ)

    • Country Name
      オランダ
    • Counterpart Institution
      SRON/TU Delft
  • [Journal Article] Development of MKIDs for the CMB polarization experiment “GroundBIRD”2020

    • Author(s)
      H.ISHIDA,S.MIMA,R.ITO,Y.TSUJI,T.TAINO,S.OGURI,C.OTANI,J.CHO,R.T.GENOVA-SANTOS,M.HATTORI,S.HONDA,T.IKEMITSU,Y.JO,K.KARATSU,K.KIUCHI,R.KOYANO,H.KUTSUMA,K.LEE,J.MOON,T.NAGASAKI,M.NARUSE,T.OSHIMA,M.PEEL,R.REBOLO,J.A.RUBINO-MARTIN,Y.SEKIMOTO,Y.SUENO,J.SUZUKI,K.TAKAHASHI,O.TAJIMA,T.UCHIDA,E.WON,M.(他7名)
    • Journal Title

      信学技報

      Volume: SCE2019-63 Pages: 135-138

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] CMB偏光観測実験GroundBIRDのファーストライト2020

    • Author(s)
      小栗秀悟, 鈴木惇也, 本多俊介
    • Journal Title

      高エネルギーニュース

      Volume: 38 Pages: 107-123

  • [Journal Article] A measurement method for responsivity of microwave kinetic inductance detector by changing power of readout microwaves2019

    • Author(s)
      Kutsuma H.、Hattori M.、Koyano R.、Mima S.、Oguri S.、Otani C.、Taino T.、Tajima O.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 115 Pages: 032603~032603

    • DOI

      https://doi.org/10.1063/1.5110692

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of MKIDs for the CMB polarization experiment “GroundBIRD”2020

    • Author(s)
      H.ISHIDA,S.MIMA,R.ITO,Y.TSUJI,T.TAINO,S.OGURI,C.OTANI,J.CHO,R.T.GENOVA-SANTOS,M.HATTORI,S.HONDA,T.IKEMITSU,Y.JO,K.KARATSU,K.KIUCHI,R.KOYANO,H.KUTSUMA,K.LEE,J.MOON,T.NAGASAKI,M.NARUSE,T.OSHIMA,M.PEEL,R.REBOLO,J.A.RUBINO-MARTIN,Y.SEKIMOTO,Y.SUENO,J.SUZUKI,K.TAKAHASHI,O.TAJIMA,T.UCHIDA,E.WON,M.(他7名)
    • Organizer
      13th Superconductor SFQ VLSI Workshop (SSV 2020) / 超伝導エレクトロニクス研究会(SCE)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CMB偏光観測実験“GroundBIRD”-観測所における回転冷却系の設置と運用2020

    • Author(s)
      小栗秀悟、他GroundBIRD Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 第75回年次大会(2020年)
  • [Presentation] CMB偏光観測実験“GroundBIRD”-天体を用いた初期観測と望遠鏡の性能評価2020

    • Author(s)
      本多俊介、他GroundBIRD Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 第75回年次大会(2020年)
  • [Presentation] CMB偏光観測実験“GroundBIRD”-実験室での検出器の製作と評価2020

    • Author(s)
      美馬覚、他GroundBIRD Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 第75回年次大会(2020年)
  • [Presentation] GroundBIRD: CMB polarization experiment with MKID array2019

    • Author(s)
      Kyungmin Lee, GroundBIRD Collaboration
    • Organizer
      18th international workshop on Low Temperature Detectors (LTD18)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Novel measurement method for responsivity of microwave kinetic inductance detector by changing a power of readout microwaves2019

    • Author(s)
      H. Kutsuma, M. Hattori, R. Koyano, S. Mima, S. Oguri, C. Otani, T. Taino, and O. Tajima
    • Organizer
      18th international workshop on Low Temperature Detectors (LTD18)
  • [Presentation] CMB偏光観測実験 GroundBIRDの観測地設置状況および性能評価2019

    • Author(s)
      田島治、他GroundBIRD Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 2019年秋季大会
  • [Presentation] CMB 観測実験 GroundBIRD における最終試験ならびに観測サイト整備状況2019

    • Author(s)
      長崎岳人, J. Choi, R. T. Genova-Santos, 服部誠, 本多俊介, 池満拓司, 石田秀郷, Y. Jo, 唐津謙一, 木内健司, 古谷野凌, 沓間弘樹, Kyungmin Lee, 美馬覚, J. Moon, 成瀬雅人, 小栗秀悟, 大谷知行, M. Peel, R. Rebolo, J. A. Rubino-Martin, 関本裕太郎, 鈴木惇也, 田井野徹, 田島治, 内田智久, E. Won (他7名)
    • Organizer
      日本天文学会2019秋期年会
  • [Presentation] Terahertz sensing, imaging and applications2019

    • Author(s)
      C. Otani
    • Organizer
      Philippine-Japan Conference on Photonics and Optical Materials
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] [Plenary] Terahertz Sensing, Imaging and Beyond2019

    • Author(s)
      C. Otani
    • Organizer
      The 37th Samahang Pisika ng Philipinas International Conference and Annual Meeting (SPP-37)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 宇宙マイクロ波背景放射偏光観測実験GroundBIRD2019

    • Author(s)
      C.Otani, J.Choi, R.T.Genova-Santos, M.Hattori, S.Honda, T.Ikemitsu, H.Ishida, Y.Jo, K.Karatsu, K.Kiuchi, R.Koyano, H.Kutsuma, K.Lee, S.Mima, J.Moon, T.Nagasaki, M.Naruse, S.Oguri, M.Peel, R.Rebolo, J.A.Rubino-Martin, Y.Sekimoto, Y.Sueno, J.Suzuki, T.Taino, K.Takahashi, O.Tajima, Y.Tsuji, T.Uchida, E.Won (他7名)
    • Organizer
      電子情報通信学電子デバイス研究会「ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム」
    • Invited
  • [Presentation] [特別講演] テラヘルツ光センシング・イメージングで切り拓くイノベーション2019

    • Author(s)
      大谷知行
    • Organizer
      同志社大学ハリス理化学研究所研究発表会
    • Invited
  • [Presentation] 理研におけるテラヘルツ科学技術研究、ならびにテラヘルツイメージングの最近の進展2019

    • Author(s)
      大谷知行
    • Organizer
      東北大学&理研 第1回連携ワークショップ
    • Invited
  • [Remarks] KU CMB Home

    • URL

      https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/CMB/index.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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