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最先端超伝導検出器と高速変調で迫るインフレーション宇宙論の観測的解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J09435
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

鈴木 惇也  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード宇宙マイクロ波背景放射 / 原始重力波 / インフレーション / ミリ波 / 超伝導検出器 / リードアウト / ミリ波センシング / ミリ波望遠鏡 / MKID / DAQ
研究実績の概要

本年度は GroundBIRD 望遠鏡の運用開始に向けた開発や試験を主に行った。以下、具体的な内容について項目に分けて記述する。
【1.望遠鏡の光学試験】 望遠鏡の回転架台が完成したため、実際にそれを用いて望遠鏡の光学試験を行った。焦点面にオランダ宇宙研究所(SRON)にて作成された超伝導検出器を設置し、それを用いて、水銀灯を用いたビーム測定や液体窒素を用いた光学結合測定を行った。これらの測定によって望遠鏡の性能を確認したのち、実際の観測地であるカナリア諸島への輸送を開始した。
【2. 仰角測定用エンコーダの読み出し回路作成】 望遠鏡架台が完成したため、その傾きを知るための仰角エンコーダの読み出し回路開発に着手した。架台はインクリメンタル型エンコーダを据え付けることができるように設計されているが、その読み出し機構に関しては用意されていなかった。また、市販の読み出し回路では下記のシンクロ機能を実装することが難しいため、回路を自作することにした。
【3. 望遠鏡上下の同期回路】 GroundBIRD 望遠鏡の上部は回転し、下部は地面に対して静止している。検出器のデータ取得回路と上述の仰角エンコーダ回路は上部に据え付けられて望遠鏡と一緒に回転し、下部には方位角の方向を記録するエンコーダ回路が置かれている。そのため、上部と下部を同期させる仕組みを開発した。望遠鏡上部の電子機器は水銀を用いた回転継手によって電力供給しているが、その継手を利用して下部から上部にパルスを送ることで、同期を実現することにした。
【4. 現地での準備】 2018年11月より、望遠鏡設置予定のスペイン領テネリフェ島にあるカナリア天体物理研究所に滞在し、日本から送られてくる望遠鏡の受け入れ準備を行った。また、現地研究者と協力して、天体を用いた望遠鏡のキャリブレーションについて検討を進めた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] Korea University/Institute for Basic Science(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] IAC(スペイン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] カナリア天体物理研究所(スペイン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] オランダ宇宙研究所/デルフト工科大学(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 高麗大学校/基礎科学研究院(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a Data Acquisition System for Kinetic Inductance Detectors: Wide Dynamic Range and High Sampling Rate for Astronomical Observation2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki J.、Ishitsuka H.、Lee K.、Oguri S.、Tajima O.、Tomita N.、Won E.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 193 号: 3-4 ページ: 562-569

    • DOI

      10.1007/s10909-018-2033-x

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimization of Geomagnetic Shielding for MKIDs Mounted on a Rotating Cryostat2018

    • 著者名/発表者名
      Kutsuma Hiroki、Hattori Makoto、Kiuchi Kenji、Mima Satoru、Nagasaki Taketo、Oguri Shugo、Suzuki Junya、Tajima Osamu
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 193 号: 3-4 ページ: 203-208

    • DOI

      10.1007/s10909-018-2036-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GroundBIRD: Observation of CMB Polarization with a Rapid Scanning and MKIDs2018

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki T. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 193 号: 5-6 ページ: 1066-1074

    • DOI

      10.1007/s10909-018-2077-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Status of the GroundBIRD Telescope2018

    • 著者名/発表者名
      Choi J.、Oguri S.、他
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 168 ページ: 01014-01014

    • DOI

      10.1051/epjconf/201816801014

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] GroundBIRD: observations of CMB polarization with fast scan modulation and MKIDs2016

    • 著者名/発表者名
      S. Oguri, J. Suzuki (18番目) et al.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 9906 ページ: 99063L-99063L

    • DOI

      10.1117/12.2231672

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] CMB偏光観測実験 GroundBIRD -- 観測開始に向けた開発と評価2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木惇也 他
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CMB偏光観測実験GroundBIRDにおける観測地インストールの進行状況2019

    • 著者名/発表者名
      本多俊介、鈴木惇也 他
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タイミング同期機能を実装した超伝導検出器MKID用データ取得システムの開発とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      池満拓司、鈴木惇也 他
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CMB 偏光観測実験 GroudBIRD 望遠鏡の検出器の応答性評価2019

    • 著者名/発表者名
      沓間弘樹、鈴木惇也 他
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Performance evaluation of MKIDs on a high-speed rotating system for CMB telescope: GroundBIRD2018

    • 著者名/発表者名
      S. Mima, J. Suzuki et al.
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes+Instrumentation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超伝導検出器MKIDs 用磁気シールドの設計と評価2018

    • 著者名/発表者名
      沓間弘樹、鈴木惇也 他
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GroundBIRD望遠鏡での検出器読み出しの評価2017

    • 著者名/発表者名
      小栗秀悟, 石塚光, 内田智久, 大谷知行, 木内健司, 沓間弘樹, 古谷野凌, 鈴木惇也, 関本裕太郎, 瀬本宗久, 田井野徹, 田島治, Jihoon Choi, Thushara Damayanthi, 富田望, 永井誠, 長崎岳人, 羽澄昌史, 服部誠, 蓑輪眞, 美馬覚, 吉田光宏, Kyungmin Lee, Eunil Won
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of a data acquisition system for kinetic inductance detectors: wide dynamic range and high sampling rate for astronomical observation2017

    • 著者名/発表者名
      J. Suzuki, H. Ishitsuka, K. Lee, S. Oguri, O. Tajima, N. Tomita, E. Won
    • 学会等名
      LTD17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GroundBIRD実験に向けた回転性能試験と検出器運用システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木惇也 他
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] GroundBIRD - quest for the begin of the Universe by using cutting-edge superconducting detectors, KIDs2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木惇也
    • 学会等名
      ISS2016
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GroundBIRD実験で用いる超伝導検出器MKIDの多チャンネル読み出し試験2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木惇也, 石塚光, 内田智久, 大谷知行, 小栗秀悟, 木内健司, 沓間弘樹, 古谷野凌, 関本裕太郎, 瀬本宗久, 田井野徹, 田島治, Jihoon Choi, Thushara Damayanthi, 富田望, 永井誠, 長崎岳人, 羽澄昌史, 服部誠, 蓑輪眞, 美馬覚, 吉田光宏, Kyungmin Lee, Eunil Won
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県・宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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