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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Establishment of 8-band observation method for CMB and its foreground radiation toward determination of absolute Neutrino mass

Research Project

Project/Area Number 21H04485
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

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)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 惇也  京都大学, 理学研究科, 助教 (90795014)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2024-03-31
KeywordsCMB / 偏光 / 超伝導 / MKID
Outline of Annual Research Achievements

SRONから提供される焦点面検出器の本格稼働に向けて、2度の焦点面アップグレードを行った。まず、2021年夏期にSRON製150GHz帯用レンズ付き23画素ユニット、及び、レンズ付き4画素ユニットを新たに導入した。また、これらの検出信号のための読み出しシステムを新たに構築し、各センサーのノイズレベルを観測に必要なレベルまで低減するとともに、32チャンネルの周波数信号の同時取得に成功した。これを用いて 2日間の連続運転観測実験を行い、月からの信号検出に成功した。続いて、冬期にさらに性能改善したSRON製焦点面ユニット(レンズ付き23ピクセル、及び、レンズなし4ピクセル)を設置し、同じく月観測を実施して感度向上が実現していることを確認した。これらと並行してSRONにおいて、本格観測実験に向けた検出器製作を進めた。コロナ禍によるロックダウンのためにスケジュールはやや後ろ倒しになったが、2022年度中には製作が完了し、較正実験等を経て2022-2023年期に本格連続運転を開始できる見込みである。
これらと並行して、連続自動観測の本格的な実現に向けて準備を進めた。まず、連続自動運転のための準備として、GroundBIRD望遠鏡のアジマス角度の遠隔操作システムを構築したほか、チラー用の換気装置の設置、ドーム内の湿度を低減するための除湿機の稼働を進めた。また、パルスチューブ冷凍機にヘリウム漏れが見つかったため、ヘリウムガス用のチューブを交換した。さらに、天候に応じたドーム開閉を行うために、隣接する1.2mロボット望遠鏡システムStellaが定期的に発しているアラート情報などを読み込めるシステムを整備するとともに、高麗大の協力を得て雲の状態をモニターするためのIRカメラを設置した。以上、安全に自動連続観測を行うための準備を進めた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

プロジェクト当初はコロナ禍の影響により進捗が遅れていたが、その間にも地道に準備を進め、最終目標の達成に向けた準備にたどり着いている。2021年度(一部、2022年度に繰り越し)に加えて2022年度分も含めた進捗となるが、自動運転のシステム構築後、遠隔操作の試験を繰り返して実績やノウハウを蓄積するとともに、SRON製の7ユニットの検出器アレイを完成させ、焦点面に搭載するところに至っている。2023年度の本観測の開始まであと一歩のところまで到達している。

Strategy for Future Research Activity

2021年度に基盤を構築した遠隔操作システムと2022年度に完成直前にまで至った焦点面検出器を搭載した本体を用いて、本格観測の準備に取り掛かる。また、並行してデータ取得・蓄積のためのサーバーの導入準備を進めており、観測の実現とデータ解析に取り組む予定である。

  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] カナリア宇宙物理学研究所(IAC)(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      カナリア宇宙物理学研究所(IAC)
  • [Int'l Joint Research] 高麗大学(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      高麗大学
  • [Int'l Joint Research] オランダ宇宙研究所(SRON)(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      オランダ宇宙研究所(SRON)
  • [Journal Article] Characterization of two-level system noise for a microwave kinetic inductance detector comprising niobium film on a silicon substrate2022

    • Author(s)
      Sueno Y、Honda S、Kutsuma H、Mima S、Otani C、Oguri S、Suzuki J、Tajima O
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2022 Pages: 033H01-1~13

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac023

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ミリ波でみる大気と宇宙2022

    • Author(s)
      田島 治
    • Journal Title

      応用物理

      Volume: 91 Pages: 9~14

    • DOI

      10.11470/oubutsu.91.1_9

  • [Journal Article] A Forecast of the Sensitivity on the Measurement of the Optical Depth to Reionization with the GroundBIRD Experiment2021

    • Author(s)
      Lee K.、Genova-Santos R. T.、Hazumi M.、Honda S.、Kutsuma H.、Oguri S.、Otani C.、Peel M. W.、Sueno Y.、Suzuki J.、Tajima O.、Won E.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 915 Pages: 88~88

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac024b

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CMB望遠鏡GroundBIRDの較正観測―超伝導検出器MKIDの応答性評価ー2022

    • Author(s)
      末野慶徳, 大谷知行, 小栗秀悟, 唐津謙一, 沓間弘樹, 鈴木惇也, 田島 治, 長崎岳人, 服部 誠, 本多俊介, 美馬 覚, J. Choi, R. T. Genova-Santos, Y. Jo, K. Lee, J. Moon, M. Peel, R. Rebolo, J. A. Rubino-Martin, E. Wonほか
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] CMB望遠鏡GroundBIRDのフルリモート観測に向けた開発状況2022

    • Author(s)
      本多俊介, 大谷知行, 小栗秀悟, 唐津謙一, 沓間弘樹, 末野慶徳, 鈴木惇也, 田島 治, 長崎岳人, 服部 誠, 美馬 覚, J. Choi, R. T. Genova-Santos, Y. Jo, K. Lee, J. Moon, M. Peel, R. Rebolo, J. A. Rubino-Martin, E. Wonほか
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] RFSoC を用いた超伝導検出器のマイクロ波読み出し2022

    • Author(s)
      鈴木惇也, 石徹白晃治, 本多俊介, 末野慶徳, 田島治
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [Presentation] Development of a design optimization method for hybrid-type MKID2022

    • Author(s)
      H. Kutsuma, J. Baselmans, J. Bueno, A. Endo, M. Hattori, S. Honda, R. Huiting, K. Karatsu, C. Otani, Y. Sueno, O. Tajima
    • Organizer
      日本天文学会2022年春季年会
  • [Presentation] 超伝導検出器のマイクロ波読み出し技術開発2021

    • Author(s)
      鈴木惇也
    • Organizer
      計測システム研究会
  • [Presentation] CMB望遠鏡GroundBIRDのコロナ禍での再始動2021

    • Author(s)
      本多俊介, 大谷知行, 小栗秀悟, 唐津謙一, 沓間弘樹, 末野慶徳, 鈴木惇也, 田島 治, 長崎岳人, 服部 誠, 美馬 覚, J. Choi, R. T. Genova-Santos, Y. Jo, K. Lee, J. Moon, M. Peel, R. Rebolo, J. A. Rubino-Martin, E. Wonほか
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季年会
  • [Presentation] CMB望遠鏡GroundBIRDに搭載する検出器の性能評価―2021年度観測用MKIDの評価2021

    • Author(s)
      末野慶徳, 大谷知行, 小栗秀悟, 唐津謙一, 沓間弘樹, 鈴木惇也, 田島 治, 長崎岳人, 服部 誠, 本多俊介, 美馬 覚, J. Choi, R. T. Genova-Santos, Y. Jo, K. Lee, J. Moon, M. Peel, R. Rebolo, J. A. Rubino-Martin, E. Wonほか
    • Organizer
      日本物理学会2021年秋季年会
  • [Presentation] Characterization of two-level-system noise for microwave kinetic inductance detector made with niobium film on silicone substrate2021

    • Author(s)
      Y. Sueno, C. Otani, S. Oguri, H. Kutsuma, J. Suzuki, O. Tajima, S. Honda, S. Mima
    • Organizer
      19th International Workshop on Low Temperature Detectors (LTD19)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] . Tajima, “Development of low-cost readout electronics for resonator-based multiplexing detector arrays2021

    • Author(s)
      J. Suzuki, S. Honda, Y. Sueno, O. Tajima
    • Organizer
      19th International Workshop on Low Temperature Detectors (LTD19)
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 京都大学CMBグループ

    • URL

      https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/CMB/index.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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