Probing Dark Matter by Wide and High Cadence Astronomical Imaging Survey
| Project Area | What is dark matter? - Comprehensive study of the huge discovery space in dark matter |
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| Project/Area Number |
20H05856
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | National Astronomical Observatory of Japan |
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Principal Investigator |
宮崎 聡 国立天文台, ハワイ観測所, 教授 (20290885)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鎌田 有紀子 国立天文台, 先端技術センター, 技師 (10413973)
小宮山 裕 法政大学, 理工学部, 教授 (20370108)
大栗 真宗 千葉大学, 先進科学センター, 教授 (60598572)
川野元 聡 国立天文台, ハワイ観測所, 特任研究員 (90727398)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥152,750,000 (Direct Cost: ¥117,500,000、Indirect Cost: ¥35,250,000)
Fiscal Year 2022: ¥23,010,000 (Direct Cost: ¥17,700,000、Indirect Cost: ¥5,310,000)
Fiscal Year 2021: ¥43,810,000 (Direct Cost: ¥33,700,000、Indirect Cost: ¥10,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥44,460,000 (Direct Cost: ¥34,200,000、Indirect Cost: ¥10,260,000)
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| Keywords | 天文学 / ダークマター / 半導体検出器 / CMOS / 物理学 / 可視光光センサー / 天文観測機器 / 光センサー |
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| Outline of Research at the Start |
高速読み出し可能な天体観測用大型CMOSセンサーを開発する。これにより空間解像度の改善が期待され、より多くの銀河の形状を精密に測定することができるようになる。こうして、重力レンズ解析の精度が向上し、従来より高精度なダークマター密度分布の観測が可能となる。また高速読み出しによりもたらされる時間分解能の向上によりマイクロ重力レンズの観測パラメータを大きく広げることも可能となる。HSCを用いた大域的な重力レンズ測定とCMOSセンサーによる高分解能重力レンズ測定を組み合わせることで、多様な観測から高精度のダークマターモデルの検証を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在検討されている多様なダークマター粒子候補の違いは、銀河や銀河団の小スケール密度分布の違いにあらわれる。より高空間分解能を高めたダークマター密度分布の測定によってはじめてその観測的検証が可能となる。HSCを用いた大域的な重力レンズ測定と、新たに開発中のCMOSセンサーによる可能となる高分解能重力レンズマップと高時間分解能を組み合わせることで、多様な観測から高精度にダークマターモデルの検証を行うことが、本研究の目的である。
我々のグループは、先行研究においてセンサーとして可動する試作品を完成させていたが、実際の観測で使用し天文学の目標を達成するには、以下3点の技術課題を解決する必要があった。(1) 量子効率と電荷の広がりのトレードオフの最適化、(2) 受光面内の量子効率の非一様性、(3) 毎秒10フレーム読み出しを可能にする、読み出し回路の開発。2020年11月に本科研費をいただいたが、半導体材料不足と工場製造ラインのスケジュールの都合で、2021年度に繰越さざるを得なかった。この間やや時間があったため、上記(1), (2), (3)の課題を解決することができ量産化のめどがたち、2021年度中に、量産品5個を製造することができた。また、最終的には12個の素子を高密度に実装する必要があるため、読み出しエレクトロニクスのより一層の高密度化が必要である。この検討と基本設計も進め、2022年度に製造に入れる見通しがたった。計画当初予定していた国内中口径望遠鏡での試験観測は、コロナの影響で来年度以降に先送りとなっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画していた望遠鏡での試験観測がコロナの影響で行えていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
ラッキーイメージング技法の確立には、計算機によるシミュレーションにより、ある程度カバーできるものの、実望遠鏡による観測データが必須であり、事態収束後、なるべく早期にこれを実施したい。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] HSC-XXL: Baryon budget of the 136 XXL groups and clusters2022
Author(s)
Akino Daichi、Eckert Dominique、Okabe Nobuhiro、Sereno Mauro、Umetsu Keiichi、Oguri Masamune、Gastaldello Fabio、Chiu I-Non、Ettori Stefano、Evrard August E、Farahi Arya、Maughan Ben、Pierre Marguerite、Ricci Marina、Valtchanov Ivan、McCarthy Ian、McGee Sean、Miyazaki Satoshi、Nishizawa Atsushi J、Tanaka Masayuki
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Journal Title
PASJ
Volume: 74
Pages: 175-208
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Hundreds of weak lensing shear-selected clusters from the Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program S19A data2021
Author(s)
Oguri, Masamune ; Miyazaki, Satoshi ; Li, Xiangchong; Luo, Wentao ; Mitsuishi, Ikuyuki ; Miyatake, Hironao ; More, Surhud ; Nishizawa, Atsushi J.; Okabe, Nobuhiro; Ota, Naomi; Plazas Malagテウn, Andrテゥs A.; Utsumi, Yousuke
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Journal Title
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: 73
Pages: 817-829
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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