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次世代マイクロ波望遠鏡群で探るインフレーション起源重力波と宇宙の暗黒成分

研究課題

研究課題/領域番号 18K13558
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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 (2022)
東京大学 (2018-2021)

研究代表者

茅根 裕司  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 量子場計測システム国際拠点, 特任助教 (90649675)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード宇宙論 / 観測 / 宇宙マイクロ波背景放射 / 偏光 / データ解析 / 重力波 / インフレーション / CMB / マイクロ波 / マイクロ波観測 / ハイパフォーマンスコンピューティング / ビックデータ / 装置開発 / 構造形成 / 観測的宇宙論 / 原始重力波 / ビッグデータ / 重力レンズ
研究成果の概要

ビッグバン宇宙論が確かになった現在、「その先」を説明するインフレーション理論の検証が現代宇宙論に於ける最大の課題の一つである。私の研究の目的は、インフレーションの際に生成される原始重力波を検出することである。これを実現する最善の方法は、原始重力波による時空の歪みによって宇宙マイクロ波背景放射(CMB) の偏光分布に刻まれる特殊な渦パターン、「B モード」を測定することである。本研究では、私のこれまでの研究実績をもとに、将来Bモードの検出の可能性の最も高い実験の一つである次世代実験「Simons Observatory」に向けた解析パイプラインの開発をおこなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

次世代実験であるSimons Observatoryは2023年から観測を始めるため、本研究で解析パイプラインを適応、さらに改善していくのにベストなタイミングである。将来、このパイプラインを使用して原始重力波が観測できれば、インフレーションの証拠、ひいては宇宙開闢の瞬間を観測することと同義であるため、その学術的・社会的インパクトは計り知れないと言える。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (22件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 17件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] UCB/UCSD/LBNL(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] APC(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] SISSA(イタリア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] UC Berkeley/LBNL/UCSD(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ大学/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] SISSA(イタリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] チリ大学(チリ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Cambridge/Cardiff University/University of Oxford(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UC Berkeley/UCSD/LBNL(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ・ディドロ大学/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] SISSA/INFN(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Cardiff University/University of Sussex(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universidad de Chile/チリ・カトリック大学(チリ)

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      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校/カリフォルニア大学サンディエゴ校/ローレンスバークレー国立研究所(米国)

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      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

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      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] メルボルン大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] SISSA(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] APC(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校/ローレンスバークレー国立研究所/カリフォルニア大学サンディエゴ校(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Improved Upper Limit on Degree-scale CMB B-mode Polarization Power from the 670 Square-degree POLARBEAR Survey2022

    • 著者名/発表者名
      The POLARBEAR collaboration, and Y. Chinone et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 931 号: 2 ページ: 101-101

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac6809

    • 関連する報告書
      2022 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] CMB-S4: Forecasting Constraints on Primordial Gravitational Waves2022

    • 著者名/発表者名
      Kevork Abazajian et al.
    • 雑誌名

      ApJ

      巻: 926 号: 1 ページ: 54-54

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac1596

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In-flight polarization angle calibration for LiteBIRD: blind challenge and cosmological implications2022

    • 著者名/発表者名
      LiteBIRD Collaboration: Krachmalnicoff N.、Matsumura T.、de la Hoz E.、...、Shiraishi M. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2022 号: 01 ページ: 039-039

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2022/01/039

    • 関連する報告書
      2022 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] Simons Observatory: Constraining inflationary gravitational waves with multitracer <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math>-mode delensing2022

    • 著者名/発表者名
      T. Namikawa, Y. Chinone (11/28), O. Tajima (28/35), et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 2 ページ: 023511-023511

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.023511

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Simons Observatory: gain, bandpass and polarization-angle calibration requirements for B-mode searches2021

    • 著者名/発表者名
      M. H. Abitbol, Y. Chinone (13/48), H. Nishino (36/48), et al.
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 号: 05 ページ: 032-032

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/05/032

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Method for rapid performance validation of large TES bolometer array for POLARBEAR-2A using a coherent millimeter-wave source2021

    • 著者名/発表者名
      Segawa Yuuko et al.
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: - ページ: 00-00

    • DOI

      10.1063/5.0038197

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Integrated Electrical Properties of the Frequency Multiplexed Cryogenic Readout System for POLARBEAR/Simons Array2021

    • 著者名/発表者名
      Barron Darcy et al.
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: - 号: 5 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1109/tasc.2021.3067190

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] The Simons Observatory Small Aperture Telescope overview2020

    • 著者名/発表者名
      Kiuchi Kenji et al.
    • 雑誌名

      SPIE

      巻: - ページ: 1372-1379

    • DOI

      10.1117/12.2562016

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Detector and readout characterization for POLARBEAR-2b2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Jennifer et al.
    • 雑誌名

      SPIE

      巻: - ページ: 148-148

    • DOI

      10.1117/12.2562766

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Data acquisition and management system for the CMB polarization experiment: Simons Array2020

    • 著者名/発表者名
      Nishino Haruki et al.
    • 雑誌名

      SPIE

      巻: - ページ: 1145329-1145329

    • DOI

      10.1117/12.2560616

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Small Aperture Telescopes for the Simons Observatory2020

    • 著者名/発表者名
      Ali Aamir M. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 200 号: 5-6 ページ: 461-471

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02430-5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 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 Polarbear2020

    • 著者名/発表者名
      The Polarbear Collaboration et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 897 号: 1 ページ: 55-55

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab8f24

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CMB Shadows: The Effect of Interstellar Extinction on Cosmic Microwave Background Polarization and Temperature Anisotropy2020

    • 著者名/発表者名
      Nashimoto Masashi、Hattori Makoto、Chinone Yuji
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 895 号: 1 ページ: L21-L21

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab9018

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Internal Delensing of Cosmic Microwave Background Polarization B-Modes with the POLARBEAR Experiment2020

    • 著者名/発表者名
      S. Adachi, M. Hasegawa (22番目), M. Hazumi(23番目), Y. Minami (36番目), H. Nishino(39番目) 他49名
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 124 号: 13 ページ: 1313011-7

    • DOI

      10.1103/physrevlett.124.131301

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 宇宙マイクロ波背景放射B-mode偏光観測の現在と未来: POLARBEAR実験と次の10年間の展望2020

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司
    • 雑誌名

      天文月報

      巻: 113 ページ: 542-551

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Measurement of the Cosmic Microwave Background Polarization Lensing Power Spectrum from Two Years of POLARBEAR Data2019

    • 著者名/発表者名
      M. Aguilar Faundez, M. Hasegawa (19番目), M. Hazumi(20番目), H. Nishino(36番目), Y. Minami(34番目) 他47名
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 893 号: 1 ページ: 85-93

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab7e29

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CMB-S4 Decadal Survey APC White Paper2019

    • 著者名/発表者名
      Abazajian Kevork、et al.
    • 雑誌名

      Decadal Survey APC White Paper

      巻: -

    • DOI

      10.2172/1556957

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Simons Observatory: Astro2020 Decadal Project Whitepaper2019

    • 著者名/発表者名
      Maximilian H. Abitbol、et al.
    • 雑誌名

      Astro2020 Decadal Project Whitepaper

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Simons Observatory: science goals and forecasts2019

    • 著者名/発表者名
      The Simons Observatory collaboration: Y. Chinone et al.
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2019 号: 02 ページ: 056-056

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/02/056

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] インフレーション起源B モード検出に向けたE/Bモード分離手法の性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司
    • 学会等名
      日本天文学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The Search for Primordial Gravitational Waves with CMB experiments in the Atacama Desert & Space2022

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司
    • 学会等名
      SWIFAR colloquium, Yunnan University, China
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Determinations of the Hubble parameter by CMB observations2022

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司
    • 学会等名
      The KEK-PH + KEK-Cosmo + QUP joint lectures and workshops 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Systematics-POLARBEAR/Simons Array perspective2021

    • 著者名/発表者名
      Yuji Chinone
    • 学会等名
      CMB-S4 Spring 2021 Collaboration meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Null test framework for B-mode measurements with POLARBEAR2020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Chinone
    • 学会等名
      CMB systematics and calibration focus workshop
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The results and achievements of the POLARBEAR experiment in the 2010s and its future in the 2020s2020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Chinone
    • 学会等名
      KEK Theory Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The results and achievements of the POLARBEAR experiment in 2010s and its future2020

    • 著者名/発表者名
      Yuji Chinone
    • 学会等名
      UTokyo UTAP/RESCEU Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] POLARBEAR実験によるBモード偏光観測結果の総括と最新結果2020

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司 他
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 宇宙マイクロ波背景放射観測実験「POLARBEAR」によるBモード偏光観測結果の総括2020

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司 他
    • 学会等名
      日本天文学会2020年秋季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] CMB survey: SO, SA, CMB-S42020

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司
    • 学会等名
      Testing Gravity THxOBS Japan kickoff meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CMBデータ解析―生データからパワースペクトル、宇宙論パラメータまで―2019

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司
    • 学会等名
      京都大学高エネルギー物理学研究室セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CMB Activities @ Berkeley: Data Analysis, Systematic Study, and Hardware Deployment of POLARBEAR, Simons Array, and Simons Observatory2019

    • 著者名/発表者名
      CMB Activities @ Berkeley: Data Analysis, Systematic Study, and Hardware Deployment of POLARBEAR, Simons Array, and Simons Observatory
    • 学会等名
      Accurate lensing in the era of precision Cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] POLARBEAR実験による原始重力波起源Bモード偏光観測・解析の現状と将来計画2018

    • 著者名/発表者名
      茅根裕司、他POLARBEAR Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] SIMONS OBSERVATORY

    • URL

      https://simonsobservatory.org/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] CMB-S4

    • URL

      https://cmb-s4.org/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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