2023 Fiscal Year Annual Research Report
Quest for Primordial Gravitational Wave: from Simons Array to next generation CMB experiments
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19KK0079
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
長谷川 雅也 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, 准教授 (60435617)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
羽澄 昌史 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, 教授 (20263197)
金子 大輔 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 (60790342)
西野 玄記 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 情報技術推進室, テニュアトラック研究員 (80706804)
南 雄人 大阪大学, 核物理研究センター, 特任助教(常勤) (80788240) [Withdrawn]
木内 健司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00791071)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 原始重力波 / 超伝導検出器 / 偏光 / 角度較正 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、世界初の望遠鏡群によるCMB偏光実験「Simons Array」を実現し、CMB偏光の精密測定を行なって原始重力波の探索を行うと共に、次世代実験での超精密観測の実現に向けた基盤技術の確立を目的としている。Simons Arrayでは3台の望遠鏡を同時に稼働させる。今年度は２台目を立ち上げ、２台体制での安定運用を継続した。運用に関しては、分担者の金子・西野が中心として進めている。分担者の南が中心となって開発した”観測データのみを用いた新しい偏光角較正法"とそれを利用した宇宙論的複屈折の検証が暗黒物質の候補で もあるアクシオン様粒子の新たな探索法として注目を浴びており、関連した解析としてPOLARBEARデータを用いた偏光角の時間変動に関する結果を報告した。超新星残骸(Tau-A)の偏光角の時間変動から宇宙論的複屈折を探索し、10^-22-10^-18eVの超軽量アクシオンに関する最も厳しい上限値、および61日程度の周期(7.8x10-22eVのアクシオンの質量に相当)の2.5σの偏光角変動のヒントを得た。今後Simons Array等の地上実験で検証をしていく予定である。加えて金子を中心に行なっている次世代実験のための人工較正源の開発も進展しており、POLAEBEAR-2を用いた性能検証に関して論文を公表した。また、分担者羽澄による、地上実験のノウハウを衛星実験に繋げるための国際協力によるプロジェクト化も進展している。特に今年度は、衛星実験の物理要求 からハードウェアに求められる性能、及び打ち上げ前の地上検証計画策定に関して進展が見られた。LiteBIRDプリプロジェクト化に関する審査が2024年2月に完了し、今後プロジェクト準備審査を経て、2024年度よりプリプロジェクトが開始する予定である。
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