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広天域・多帯域観測によるCMB偏光Bモードの探索とインフレーション理論の検証

研究課題

研究課題/領域番号 18J01831
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)
研究機関京都大学

研究代表者

本多 俊介  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードCMB偏光 / GroundBIRD / MKID / DAQ / 高速回転スキャン / MKIDs / ファーストライト / テイデ観測所 / Bモード / Eモード
研究実績の概要

本研究では、GroundBIRD望遠鏡を用いて宇宙初期に生成された宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の偏光成分を精細に観測することによって、宇宙創成の解明に対する重要な知見をもたらすことが目的である。
昨年度の観測地(スペイン テネリフェ島)でのインストール・初期観測を経て、本年度はCMB偏光の本格観測に向けて研究を推進した。特に、観測の核を担う超伝導検出器とそれに付随する読み出しDAQの開発を統括・主導した。DAQについては、本格観測に向けて十分なノイズ性能を達成しつつ、さらなる多ピクセルの読み出しに向けた発展的な研究まで踏み込んで開発を進めた。また、このDAQ系は実装のシンプルさから、GroundBIRDグループ外の超伝導検出器の研究開発を行うチームでも活用されている。
検出器についても他の研究者と強く連携を図り、オランダのSRONと協力してGroundBIRDに搭載する素子作製プロジェクトを新たに立ち上げそれを主導した。検出器デザインや要求性能、望遠鏡の搭載に関する実装などで開発を進めるとともに、日本側での研究・議論を統括してオランダ側と共同で素子開発に取り組んだ。
実際にGroundBIRD望遠鏡でのCMB観測までに至らなかったが、GroundBIRD初期観測に基づく実験感度を加味したシミュレーションを行い、QUIJOTE実験との統合解析によって本研究の題目にある「広天域・多帯域観測」での展望を示した。具体的には、大角度スケールの偏光(Eモード)から測定できる宇宙の再電離度パラメータについて、従来の観測実験と同等の感度が達成されることを確認した。前景放射成分を徹底的に抑制できる「広帯域・多帯域観測」によって、これまでにない高確度な結果を本研究で実現できる展望を得た。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] On-site performance of GroundBIRD, a CMB polarization telescope for large angular scale observations2020

    • 著者名/発表者名
      Honda S.,Choi J., Genova-Santos R. T., Hattori M., et.al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE

      巻: 11445 ページ: 167-167

    • DOI

      10.1117/12.2560918

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] On-site performance of GroundBIRD, a CMB polarization telescope for large angular scale observations2020

    • 著者名/発表者名
      本多俊介
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CMB偏光観測実験“GroundBIRD”-試験観測による評価とそれを反映する開発研究2020

    • 著者名/発表者名
      本多俊介
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CMB偏光観測実験“GroundBIRD”-天体を用いた初期観測と望遠鏡の性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      本多俊介
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 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
    • 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の現状 - 観測地搬入に向けた望遠鏡系・超伝導検出器の性能評価試験2018

    • 著者名/発表者名
      本多俊介
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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