2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of the HWP polarimeter with a TES detector for inflationary probe
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18KK0083
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松村 知岳 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (70625003)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高倉 理 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 特別研究員 (30811525) [Withdrawn]
片山 伸彦 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (50290854)
櫻井 雄基 岡山大学, 自然科学学域, 特任助教 (50780847)
石野 宏和 岡山大学, 自然科学学域, 教授 (90323782)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 宇宙マイクロ波背景放射 / ミリ波天文楽 / ミリ波反射防止 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙マイクロ波背景放射の偏光観測はインフレーション由来の原始重力波が生み出すB モード偏光パターンに対して感度を持つ。現在、地上、気球、そして衛星による観測計画が進行中であり、その発見に向けて世界的に熾烈な競争が行われている。本提案では、観測機器の鍵となる偏光変調器と焦点面超電導遷移端検出器を組み合わせた性能評価試験を行うことで、インフレーション仮説の検証実験の実現性を示す。コロナ禍による渡航を伴う研究ができないため、オンラインにて海外との共同研究者と議論を積み重ねることにより共同研究を進めている。
具体的な成果は以下の通りである。CMB偏光観測のための偏光変調器の開発の一環として、モスアイ微細加工による広帯域反射防止膜の大面積化実証を行った。具体的には 直径300mmの赤外アルミナフィルターを作成し、その両面にモスアイ微細構造をレーザーにて作成した。ミリ波特性として75から105 GHz帯域にて98%以上の透過率を実証した。この赤外アルミナフィルターは天文観測を目的とした米国グリーンバンク望遠鏡に搭載するMUSTANG2レシーバーに搭載することを想定し作成し、世界で初めてレーザーを用いたモスアイ微細加工反射防止機能ミリ波光学素子を低温ミリ波レシーバーに搭載し天文観測をおこなった例となった。この成果は米国ミネソタ大、東京大学の共同研究にて開発を行い、開発を主体的に進めた大学院生が主著者（Takaku et al.）としてOptics Expressに投稿した。また、この成果はプレスリリースとして公開された。また、米国バークレー校およびバークレー国立研究所と協力して100mK環境での超電導遷移端検出器と直流読み出しSQUIDを組み合わせた試験環境を構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍により渡航を伴う共同研究が止まっているため遅れが生じている。一方で、国内での実験計画の進捗は回復してきた。具体的には高精度ミリ波光学素子の開発においてはモスアイ反射防止機構の開発にて進捗があった。一方で、遅れのあった超電導遷移端検出器と偏光変調器を組み合わせた試験準備に関しては、統合試験に向けた部品調達までが完了し、最終年度に統合試験を行うべくアセンブリができる段階まで到達した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで進めてきた開発を元に、広帯域反射防止を実装した多層サファイア半波長板および超伝導軸受による偏光変調器、そして超電導遷移端検出器を統合した検出器ノイズ評価試験を行う。これにより、磁場干渉、電磁干渉、振動等の影響を実験的に評価し、インフレーション仮説の検証を目的とした飛翔体観測によるCMB偏光観測のため観測性能および実現性をシミュレーションにて実証する。
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| Causes of Carryover |
2020年よりコロナ禍にて想定した旅費の執行ができず、国内での研究開発へ注力すべく方針転換を図った。2021年はその方針転換に基づき国内の実験環境の設計等に時間を費やしたため、想定していた物品の発注を年内に終了しなかったため。また、分担者一名が海外研究機関に異動したため。
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Research Products
(13 results)
