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Simons Array実験の広視野超高感度CMB偏光観測によるBモード探索

Research Project

Project/Area Number 18J02133
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionThe University of Tokyo
Research Fellow 高倉 理  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords宇宙マイクロ波背景放射 / インフレーション / Simons Array実験 / POLARBEAR実験 / 雲監視システム / 雲 / 偏光ノイズ / 赤外線カメラ
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的はSimons Array実験で広視野かつ高感度の宇宙マイクロ波背景放射(CMB)偏光観測を行い、ニュートリノ質量和やインフレーションのテンソル・スカラー比を測定することである。
Simons Array実験の1台目の望遠鏡(PB-2a)は昨年度末に一時運転を休止した。私はそれまでに取得した観測データの解析を行い、検出器の性能評価を行った。超伝導転移端センサーの動作点を段階的に変えて較正観測を行うことにより、検出器の応答性を正確に見積もる手法を開発した。検出器回路に寄生抵抗があると、応答性を過大評価してしまうことを指摘した。この手法を用いてPB-2aの光学能率の評価を行い、日本物理学会で発表した。
その後、共同研究者らが検出器読み出し回路の補修を行い、2021年1月から観測を再開した。私はリモートで望遠鏡の運転を行い、較正装置の測定、惑星・偏光天体の観測、科学観測に向けた試験観測等を実施した。特に今回Simons Array実験の特徴である連続回転半波長板を初めて搭載した。私は半波長板の角度読み出しや、信号復調プログラムの動作確認を行った。
一方、POLARBEAR実験の再解析を行った。大角度観測の解析では取得したデータの約70%以上が質の悪いデータとして除外されていた。データ選別は解析の様々な段階で複数の条件を課すことで行う。各条件の影響を調査した結果、全検出器平均データの条件で24%失っていることが発覚した。その原因は約0.1°の連続回転半波長板の角度エラーであった。解析方法を改善した結果、私は角度エラーを完全に補正することに成功した。全ての解析パイプラインを実行した結果、利用できるデータ量は以前と比べて80%増加した。 これはテンソル・スカラー比rの測定結果の誤差が約40%改善することを意味する。この結果は近く学術論文として発表予定である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(30 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (18 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] U. C. Berkeley/U. C. San Diego/Lawrence Berkeley National Laboratory(米国)

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    • Author(s)
      Adachi S. et al.
    • Journal Title

      Astrophys.J.

      Volume: 904 Pages: 65-65

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbacd

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  • [Journal Article] A Measurement of the Degree Scale CMB B-mode Angular Power Spectrum with POLARBEAR2019

    • Author(s)
      The POLARBEAR Collaboration: S. Adachi, …, N. Goeckner-Wald(corresponding author), …, S. Takakura(65番目) 他69名
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal (受理済み)

      Volume: -

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurements of Tropospheric Ice Clouds with a Ground-based CMB Polarization Experiment, POLARBEAR2019

    • Author(s)
      S. Takakura, Y. Chinone(12番目), M. Hasegawa(19番目), M. Hazumi (20番目), N. Katayama(23番目), H. Nishino(35番目), O. Tajima(44番目), (他41名、総著者 48名)
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 870 Pages: 102-102

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaf381

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  • [Presentation] POLARBEAR実験の観測における半波長板の特性評価2021

    • Author(s)
      高倉理, 藤野琢郎, 他POLARBEARコラボレーション
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      日本天文学会
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  • [Presentation] POLARBEAR-2aにおける仰角上下較正観測2020

    • Author(s)
      高倉理, 西野玄記, 長谷川雅也, 廣瀬開陽, 南雄人, 高取沙悠理, 他POLARBEARコラボレーション
    • Organizer
      日本物理学会
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  • [Presentation] Development of cloud monitoring system at Simons Array2020

    • Author(s)
      Satoru Takakura, Haruki Nishino, POLARBEAR/Simons Array collaboration
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      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] POLARBEAR実験による数度スケールのCMB偏光ゆらぎ観測結果2020

    • Author(s)
      高倉理, 他71名, The POLARBEAR Collaboration
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      日本天文学会
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  • [Presentation] 月の観測によるPOLARBEAR-2aのsidelobeの評価2020

    • Author(s)
      高倉理、他POLARBEARコラボレーション
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      日本天文学会
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      高倉理、他POLARBEARコラボレーション
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  • [Presentation] POLARBEAR実験の監視カメラを用いた雲の偏光の調査2018

    • Author(s)
      高倉理, ほか POLARBEAR Collaboration
    • Organizer
      日本天文学会2018年秋季年会
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  • [Presentation] Cross-polarization systematics due to Mizuguchi-Dragone condition breaking by a continuously rotating half-wave plate at prime focus in the Huan Tran telescope2018

    • Author(s)
      Satoru Takakura, Frederick T. Matsuda, Kam Arnold, David Boettger, Yuji Chinone, Masashi Hazumi, Brian Keating, Akito Kusaka, Adrian T. Lee
    • Organizer
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation, Millimeter, Submillimeter, and Far-Infrared Detectors and Instrumentation for Astronomy IX
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    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-12-27  

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