Development of a superconducting radiometer for CMB observations

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H01937
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: Mima Satoru 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 泰 国立天文台, 先端技術センター, 助教 (40450184) ; 大谷 知行 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (50281663)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 超伝導検出器 / 宇宙マイクロ波背景放射 / ラジオメーター / 超伝導ラジオメーター

Outline of Final Research Achievements

We developed technology for a large-scale CMB polarization observation experiment aimed at elucidating the theory of inflationary cosmology. To observe CMB polarization with high precision from the ground, it is necessary to observe and subtract the effects of the atmosphere. To achieve this within the same field of view, we developed a radiometer technology using a superconducting detector that can be mounted on a telescope. The main challenge was to develop a bandpass filter that can measure water vapor absorption with high precision. We designed a bandpass filter and integrated it into a superconducting detector.

Free Research Field

超伝導検出器

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究が目指すCMB偏光観測の高感度化は、インフレーション宇宙論の解明を目的としている。インフレーションはビッグバン以前にあったと考えらえており、宇宙誕生という未知の解明につながるものである。
今回研究開発を行った、ミリ波帯域のフィルター技術は宇宙観測以外の観測実験へ応用が期待できる。またマイクロ波共振器に関連する技術開発は、超伝導量子技術などへの波及効果も期待できる。