2018 Fiscal Year Annual Research Report
Simons Array実験の広視野超高感度CMB偏光観測によるBモード探索
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18J02133
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高倉 理 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | Simons Array実験 / 宇宙マイクロ波背景放射 / インフレーション / POLARBEAR実験 / 雲 / 偏光ノイズ / 赤外線カメラ / 雲監視システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はSimons Array実験で広視野かつ超高感度の宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光観測を行い、ニュートリノ質量和やインフレーションのテンソル・スカラー比rを高い精度で測定することである。
本年度はSimons Array実験の望遠鏡の１台目をチリ、アタカマ高地の観測所に建設し、試運転を経て、定常観測を開始する計画であった。しかし、日本で行われた受信機の統合試験が難航したため、チリへの輸送が１０月、試運転の開始が１２月となり、定常観測は開始できなかった。
一方、Simons Array実験の１世代前の実験であるPOLARBEAR実験のデータを解析し、観測中に発生する偏光ノイズの原因が雲であることを明らかにした。雲は大きさ100μm程度の水滴や氷の粒からできており、それらが地面からの熱放射を散乱することで偏光ノイズを生む。本研究では、マイクロ波の偏光信号と監視カメラの画像とを比較することで、偏光ノイズの発生と雲の出現が関係していることを示した。雲が宇宙観測の邪魔になることは一見当たり前だが、これまでのCMB観測実験では見落とされていたため、学術論文として発表した。
雲はSimons Arrayを含む全ての地上CMB実験にとって重大な問題となる。その対策の一つは雲を監視し、雲を見ているデータを除外する方法である。そこで、本研究では遠赤外線カメラを用いた雲監視システムを開発し、チリの観測所に設置、試験運用を開始した。
また、Simons Array実験の設計段階に行った、半波長板による望遠鏡の交差偏波特性悪化に関する研究について国際学会で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請時の計画では本年度はじめにはSimons Array望遠鏡の１台目を、その半年後には２台目をチリの観測所に建設し、観測を開始する予定だった。しかし、日本で行われていた統合試験において、受信機のビーム特性の測定が難航し、その結果、１台目のチリへの輸送が半年遅れてしまった。一方、雲の偏光に関する研究がうまく進み、学術論文として発表することができた。その結果を踏まえた雲監視システムの開発も順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Simons Array望遠鏡を完成させ、定常観測開始を目指す。特に、試運転の観測データの解析を即座に行い、望遠鏡に問題がないこと、あるいは詳細な解析により問題が解決できることを確認する。
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[Presentation] Cross-polarization systematics due to Mizuguchi-Dragone condition breaking by a continuously rotating half-wave plate at prime focus in the Huan Tran telescope2018
Author(s)
Satoru Takakura, Frederick T. Matsuda, Kam Arnold, David Boettger, Yuji Chinone, Masashi Hazumi, Brian Keating, Akito Kusaka, Adrian T. Lee
Organizer
SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation, Millimeter, Submillimeter, and Far-Infrared Detectors and Instrumentation for Astronomy IX
Int'l Joint Research
