2021 Fiscal Year Annual Research Report
インフレーション仮説検証に向けた0.1ケルビン冷却と高速スキャン技術の融合
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19H01916
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長崎 岳人 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究員 (00752346)
木内 健司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00791071)
美馬 覚 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所神戸フロンティア研究センター, 研究員 (50721578)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 宇宙物理 / CMB / 冷却システム開発 / MKID |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、CMB偏光観測装置の高感度化である。その重要なファクターとして、「検出器の冷却」と「高速スキャンによる信号変調」を高い次元で両立させ、次世代CMB実験を牽引する技術を確立することを目指す。これまでのCMB偏光観測装置の冷却は、ソープション冷凍機や断熱消磁冷凍機を用いた冷却が一般的であったが、冷却パワー、冷却温度、冷却継続時間のいずれも希釈冷凍機に及ばない。これまで希釈冷凍機の導入が遅れた理由の一つに、配管取り回しの煩雑さがある。そこで、希釈冷凍機の配管用の回転継手を新開発して煩雑さを解消し、高速スキャンを行うCMB偏光観測装置への応用を目指す。
本年度は、昨年度発覚した回転継手のリークについて、原因究明を行った。その結果、シール材に使われているニトリルゴムと超高分子量ポリエチレンは、ヘリウムを少量吸着することを確認した。また、これらの材質が吸収、排出の過程でシール部を透過していたとすると、今回の事象が説明でき、リーク量としても無矛盾な結果となった。このリーク量はパルス式冷凍機にとっては問題ないが、希釈冷凍機にとっては問題となる。そこで、リークが起こる前提での設計をやり直した。この件は、報告書で詳しく報告する。
また並行して、検出器自体の高感度化に向けた研究も行った。昨年度開発した超伝導力学的インダクタンス検出器（KIDs）の特性改善に向けて感光性ポリイミドを利用したブリッジ構造を開発した。また、次世代向けの平面ミリ波回路の設計と試作を行い、幾何学的な構造の作製精度を評価した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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