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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

研究課題

研究課題/領域番号 18J02133
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)
研究機関東京大学

研究代表者

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)

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
研究実績の概要

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。

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

    (30件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (18件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] U. C. Berkeley/U. C. San Diego/Lawrence Berkeley National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] SISSA/INFN(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] APC/Univ. Paris-Sud(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Dalhousie Univ./McGill Univ.(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. of Melbourne(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] U. C. Berkeley/U. C. San Diego/Lawrence Berkeley National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] SISSA/INFN(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] APC/Univ. Paris-Sud(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Dalhousie Univ./McGill Univ.(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. of Melbourne(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] U. C. Berkeley/U. C. San Diego/Lawrence Berkeley National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] SISSA/INFN(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] APC/Univ. Paris-Sud(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Manchester(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Melbourne(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A Measurement of the CMB E-mode Angular Power Spectrum at Subdegree Scales from 670 Square Degrees of POLARBEAR Data2020

    • 著者名/発表者名
      Adachi S. et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 904 号: 1 ページ: 65-65

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abbacd

    • 関連する報告書
      2020 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] A Measurement of the Degree Scale CMB B-mode Angular Power Spectrum with POLARBEAR2019

    • 著者名/発表者名
      The POLARBEAR Collaboration: S. Adachi, …, N. Goeckner-Wald(corresponding author), …, S. Takakura(65番目) 他69名
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal (受理済み)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of Tropospheric Ice Clouds with a Ground-based CMB Polarization Experiment, POLARBEAR2019

    • 著者名/発表者名
      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)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 870 号: 2 ページ: 102-102

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aaf381

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] POLARBEAR実験の観測における半波長板の特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      高倉理, 藤野琢郎, 他POLARBEARコラボレーション
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] POLARBEAR-2aにおける仰角上下較正観測2020

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Development of cloud monitoring system at Simons Array2020

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takakura, Haruki Nishino, POLARBEAR/Simons Array collaboration
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] POLARBEAR実験による数度スケールのCMB偏光ゆらぎ観測結果2020

    • 著者名/発表者名
      高倉理, 他71名, The POLARBEAR Collaboration
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 月の観測によるPOLARBEAR-2aのsidelobeの評価2020

    • 著者名/発表者名
      高倉理、他POLARBEARコラボレーション
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Simons Array実験のための赤外線カメラによる雲モニターの開発2019

    • 著者名/発表者名
      高倉理、他POLARBEARコラボレーション
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] POLARBEAR実験の現状と雲の偏光に関する結果2019

    • 著者名/発表者名
      高倉理, 他POLARBEARコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] POLARBEAR実験の監視カメラを用いた雲の偏光の調査2018

    • 著者名/発表者名
      高倉理, ほか POLARBEAR Collaboration
    • 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] Cross-polarization systematics due to Mizuguchi-Dragone condition breaking by a continuously rotating half-wave plate at prime focus in the Huan Tran telescope2018

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takakura, Frederick T. Matsuda, Kam Arnold, David Boettger, Yuji Chinone, Masashi Hazumi, Brian Keating, Akito Kusaka, Adrian T. Lee
    • 学会等名
      SPIE Astronomical Telescopes + Instrumentation, Millimeter, Submillimeter, and Far-Infrared Detectors and Instrumentation for Astronomy IX
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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