2022 Fiscal Year Annual Research Report
CMB望遠鏡群Simons Observatoryで探る原始重力波
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21J00465
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
清野 結大 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(CPD)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2026-03-31
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| Keywords | CMB / 宇宙背景放射 / インフレーション / 原始重力波 / 超伝導検出器 / TES |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の精密測定による、原始重力波やニュートリノ質量和の観測に挑む。物理情報はCMBの強度や偏光の分布に刻印される。私は史上最大の望遠鏡群によるCMB実験Simons Observatoryに参加し、これら物理を網羅する測定を行う。観測で重要となるのは、超伝導光検出器の開発と、その較正装置の開発である。計十万チャンネルにも及ぶ超伝導検出器を100mKの極低温で動作させ、さらに環境ノイズで敏感に変化する応答性を、観測中に較正することが精密測定の肝となる。
本年度は検出器作成を行っているプリンストン大学で研究を開始し、検出器の開発を推し進めた。検出器assembryひとつあたり1万以上のワイヤーボンディングの線を有する検出器を、組み立て・冷却試験・ショートの有無や応答性能の評価・ショートの修理・再試験といったサイクルで着実に作成を進めてきた。現在約半数の２６個のassemblyを完成させた。
さらに超伝導検出器のゲイン較正装置も作成した。700℃で黒体放射するヒーターが光源の較正装置で、高速回転するchopperと組み合わせて、検出器のゲインや時定数を較正する。制御システムのエレクトロニクスも合わせて作成し、現在回転機構やヒーター等の動作試験を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は研究拠点をプリンストン大学に移し、周囲の研究者やエンジニアと共に着実に検出器作成を進めている。順次作成されている計4台望遠鏡本体の作成スケジュールに先んじて検出器を準備できており、現在約半数の26個を完成させた。
加えて較正装置も作成した。装置の設計・組立が完了し、軽量化や耐候性の対策も加えている。制御システムのエレクトロニクスも作成した。現在行われている、エレクトロニクスを用いたチョッパーの回転機構・ヒーター動作・温度測定などの動作試験も着実に進んでおり、本研究計画は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
検出器作成を進め、実験サイト(チリ)への小口径望遠鏡の設置に合わせて検出器の導入を行っていく。実験サイトでのコミッショニングにも従事し、CMB観測を開始する。
作成中の較正装置を導入する大口径望遠鏡は現在建設中で、次年度末に較正装置が設置可能となる。これに合わせて動作試験および較正に関するソフトウェア開発を完了させ、望遠鏡に設置する。較正データを実測し、目標較正精度の達成を確認する。
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