2023 Fiscal Year Final Research Report

Quest for Primordial Gravitational Wave: from Simons Array to next generation CMB experiments

Research Project

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Project/Area Number	19KK0079
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
Research Institution	High Energy Accelerator Research Organization
Principal Investigator	HASEGAWA MASAYA 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)
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) 木内健司東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00791071)
Project Period (FY)	2019-10-07 – 2024-03-31
Keywords	宇宙背景放射 / インフレーション / 原始重力波 / 偏光 / 重力レンズ / 検出器開発 / 超伝導検出器
Outline of Final Research Achievements	This study aims to achieve the world's first precise measurement of CMB polarization through the "Simons Array" experiment, a groundbreaking telescope array, and to establish foundational technologies for ultra-precise observations in next-generation experiments. Through this research, stronger relationships have been built among Japan, the US, and Europe, enabling international collaboration that led to the installation of the first and second Simons Array telescopes at the Chilean observation site. Following commisioning observations, scientific observations have commenced. Additionally, to address systematic error control for future generations, an innovative calibration device was proposed, implemented, and confirmed to perform as expected. This research has laid a solid foundation for the future of CMB observations.
Free Research Field	宇宙物理
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	「宇宙がどのようにはじまったのか？」宇宙創成は人類究極の問いである。この問いに科学的に答える手段としてCMB偏光の精密測定による原始重力波の探索が提案されている。非常に微弱な信号をとらえる必要があるが、近年の超伝導センサーとよばれる高感度センサーの登場と、本研究を通して、それをアレイ化して運用できる技術の実現により、次世代実験によって実際に検出が視野に入ってきたことは学術的に大きな意義がある。実際に観測できれば、社会的な関心やインパクトも非常に大きいと考える。