2021 Fiscal Year Annual Research Report
Probing the absolute neutrino mass scale with a large TES bolometer array for CMB polarization measurement
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20H01921
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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, 研究機関講師 (60435617)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 宇宙背景放射 / ニュートリノ / 偏光 / 超伝導検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、従来に無い高感度な宇宙マイクロ波背景放射の観測を実現し、いまだ未解明なニュートリノ質量の絶対スケールに迫る事を目標としている。そのために、世界最大規模の超伝導ミリ波検出器アレイ"POLARBEAR-2"を有する偏光観測装置群「Simons Array」実験において３台の望遠鏡を立ち上げ科学観測を開始する事を目指している。
今年度は、まず１台目のコミッショニング観測を継続した。昨年度末に共同研究者によって再稼働を開始したばかりであるため、まずは観測サイトの閉鎖前後にて基本的なビーム等の光学特性に顕著な変化が無い事を確認し、その上で再稼働作業中に改良を施した超伝導検出器の信号読み出し箇所の性能が期待通り向上している事を確認した。その上で、人工較正光源を用いて基準信号を入射し、偏光特性（角度）の精密較正を行い要求を満たす精度での較正を実現した。低周波ノイズを低減するための半波長板の導入が完了し次第科学観測を開始するところまで準備が完了した。
２台目望遠鏡については、観測サイトでの立ち上げに向けて実験室にて光学素子の準備を進めた。世界でもほぼ初となる50cmレベルの低温用大型広帯域半波長板や赤外線フィルターを施工して、実験室での基礎特性の評価を経て観測サイトに輸送を完了した。ただし観測装置を望遠鏡に設置する際にメカニカルな部分に不具合が生じ、コミッショニング開始時期は次年度に延期となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績で述べたとおり、COVID-19で観測サイトに行けない状況の中でも現地の共同研究者と協力しながら１台目望遠鏡のコミッショニング観測を継続し、観測サイトに行けない代わりに（当初は予定していなかった）２台目望遠鏡の光学素子の開発・施工を行って望遠鏡搭載への準備に大きな貢献をするなど、着実にプロジェクトを前に進めているが、今年度までに２台体制を整える所まで実現しなかった事に基づき、やや遅れている、とした。ただし並行して解析コードの準備を行うなどデータ取得後に行う予定の研究を先取りして進めているため、全体としての遅延は最小限に抑えられる見通してである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はSimons Array１台目の科学観測の早期開始と２台目の立ち上げを早々に行う。並行してニュートリノ質量和探索のための小角度スケールにおける偏光測定感度が最大となる様に、観測領域や機器較正も含めた適切な観測スケジュールの確立を目指す。
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