Evaluation of cosmic inflation by CMB polarization modulator with laser ablated moth-eye structures
| Project/Area Number |
22KJ0926
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| Project/Area Number (Other) |
22J13975 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高久 諒太 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2023: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
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| Keywords | インフレーション / 宇宙マイクロ波背景放射 / 偏光変調器 / 超短パルスレーザー / CMB / 半波長板 / 広帯域反射防止 / レーザー加工 / テンソル・スカラー比 |
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| Outline of Research at the Start |
宇宙初期に極わずかな時間で指数関数的な膨張をして火の玉宇宙へとつながったとする宇宙のインフレーション理論では、膨張から生成される 原始重力波によって宇宙マイクロ波背景放射(CMB)にB-modeという偏光パターンを刻んだとされている。微弱なB-modeを捉えるべく、モスアイ 反射防止構造付偏光変調器を搭載した科学衛星LiteBIRDを打ち上げ、広帯域かつ高感度な観測を実現し、インフレーションの実証を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
インフレーション仮説の検証に向けた広帯域偏光変調器の開発において、超短パルスレーザー加工を用いて作製されたモスアイ構造を波長板に施し、広帯域で機能する波長板を開発した。本年度は広帯域波長板として異なる2つの設計に対して感度の見積りを行った結果をまとめ、国際学会Low Temperature Detectorへ発表した。同時にその結果をJournal of Low Temperature Physicsへと投稿した。また、インフレーション検証を目指した衛星計画LiteBIRDの全体Face to face meetingへと参加し、現行する偏光変調器開発の全体進捗をポスターにまとめて共有した。その上で、波長板だけでなく波長板を回転させるための回転機構の低温試験もリードし、偏光変調器開発チームの中心を担った。実際の回転機構の冷却試験では、目的の周波数を十分な時間で維持できることを確認した。
本研究において超短パルスレーザー加工を用いたモスアイ構造の作製手法の開発により、世界最高帯域での観測を要求するLiteBIRD低周波望遠鏡でも十分に機能するほど広帯域な半波長板の開発に成功しただけでなく、その波長板を実際の望遠鏡に施した場合の感度の見積もりがideal case(反射や吸収による効率の低下がない場合)と十分に差異がないことを示した。また、得られた感度をインプットとして前景放射の効果も含めたテンソル・スカラー比の見積もりも統計的にideal caseと十分に差異がないことも示した。現在は系統誤差を含めた波長板の作製・評価、そして実機サイズを実際に加工するべく調整を進めている。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
