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Fighting the Cosmic Ray Effect in the Next Generation of Space Missions

研究課題

研究課題/領域番号 19K23438
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0203:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関岡山大学 (2020-2022)
東京大学 (2019)

研究代表者

Stever Samantha  岡山大学, 自然科学学域, 特任助教 (20842991)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019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astrophysics / cosmology / systematic effects / cosmic ray / detectors / particle interactions
研究開始時の研究の概要

The next generation of cosmology missions seek to measure direct evidence of inflation theory. To reduce uncertainties created by Earth's atmosphere, we must measure this in space. The target signal is very small, and can only be seen by very sensitive instruments. However, telescopes in space will be subject to radiation by cosmic rays. We will study the cosmic ray environment of the next missions, and understand the scale of the threat on their data. We will attack the problem using simulations and experiments to develop mitigations and understand how this systematic effect can be overcome.

研究成果の概要

本研究プロジェクトでは、次世代CMB望遠鏡における宇宙線システマティック効果の評価に関連する多くの実験とシミュレーションタスクを実施した。CMBを大きな角度スケールで測定する必要があるため、宇宙からの測定が必要となり、望遠鏡は宇宙線の影響を受ける.

本研究では、ライトバードの宇宙線による系統的な影響を評価するためのエンドツーエンドのシミュレータを作成しました。宇宙環境、焦点面の熱応答、検出器の電熱応答、時間順に並んだデータの地図への伝搬を考慮することで、CR効果の深刻さを軽減するためのレベルを見つけることができます。

研究成果の学術的意義や社会的意義

The next generation of cosmology telescopes seeks to measure primordial B-modes, which would provide direct evidence of cosmic inflation, and the human understanding of how we came to exist. This has fundamental impacts on the origins of humanity. The removal of CR effects makes this goal possible.

報告書

(5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
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 11件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] University Paris-Saclay(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Simulation of the Cosmic Ray Impact on the TES Detectors of SPICA/SAFARI2022

    • 著者名/発表者名
      Stockmans T. A.、Almasi A.、Stever S. L.、Khosropanah P.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 209 号: 3-4 ページ: 482-492

    • DOI

      10.1007/s10909-022-02815-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessment of the cosmic-ray impacts for LiteBIRD using Geant4 simulation2022

    • 著者名/発表者名
      Tominaga Mayu、Tsujimoto Masahiro、Ishino Hirokazu、Stever Samantha L.、Tsukatsune Serika
    • 雑誌名

      Space Telescopes and Instrumentation 2022: Optical, Infrared, and Millimeter Wave

      巻: 1218054 ページ: 54-54

    • DOI

      10.1117/12.2629759

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Simulations of systematic effects arising from cosmic rays in the LiteBIRD space telescope, and effects on the measurements of CMB B-modes2021

    • 著者名/発表者名
      Stever S.L.、Ghigna T.、Tominaga M.、Puglisi G.、Tsujimoto M.、Zeccoli Marazzini M.、Baratto M.、Tomasi M.、Minami Y.、Sugiyama S.、Kato A.、Matsumura T.、Ishino H.、Patanchon G.、Hazumi M.
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 号: 09 ページ: 013-013

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/09/013

    • 関連する報告書
      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] Simulations of athermal phonon propagation in a cryogenic semiconducting bolometer2020

    • 著者名/発表者名
      Stever Samantha、Couchot Francois、Maffei Bruno
    • 雑誌名

      SPIE Astron. Telescopes and Instrumentation

      巻: - ページ: 98-98

    • DOI

      10.1117/12.2561969

    • 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] Concept design of low frequency telescope for CMB B-mode polarization satellite LiteBIRD2020

    • 著者名/発表者名
      Sekimoto Yutaro, et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 11453 ページ: 37-37

    • DOI

      10.1117/12.2561841

    • 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] Quantifying the Effect of Cosmic Ray Showers on the X-IFU Energy Resolution2020

    • 著者名/発表者名
      Peille P.、den Hartog R.、Miniussi A.、Stever S.、Bandler S.、Kirsch C.、Lorenz M.、Dauser T.、Wilms J.、Lotti S.、Gatti F.、Macculi C.、Jackson B.、Pajot F.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 199 号: 1-2 ページ: 240-249

    • DOI

      10.1007/s10909-019-02330-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Updated Design of the CMB Polarization Experiment Satellite LiteBIRD2020

    • 著者名/発表者名
      Hazumi, M, ..., H. Ishino, ..., M. Tsujimoto, ..., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 199 号: 3-4 ページ: 1107-1117

    • DOI

      10.1007/s10909-019-02329-w

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 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] Simulation of the cosmic ray effects for the LiteBIRD satellite observing the CMB B-mode polarization2020

    • 著者名/発表者名
      Tominaga Mayu、Tsujimoto Masahiro、Stever Samantha L.、Ghigna Tommaso、Ishino HIrokazu、Ebisawa Ken
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 11443 ページ: 186-186

    • DOI

      10.1117/12.2576127

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Irradiation Tests of Superconducting Detectors and Comparison with Simulations2020

    • 著者名/発表者名
      Minami Y.、Akiba Y.、Beckman S.、Hazumi M.、Kuo C.、Kurinsky N. A.、Kutsuma H.、Lee A. T.、Mima S.、Raum C. R.、Sasse T.、Stever S. L.、Suzuki A.、Westbrook B.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 199 号: 1-2 ページ: 118-129

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02393-7

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal Simulations of Temperature Excursions on the Athena X-IFU Detector Wafer from Impacts by Cosmic Rays2020

    • 著者名/発表者名
      Stever S. L.、Peille P.、Bruijn M. P.、Roussafi A.、Lotti S.、Macculi C.、Janssen R. M. J.、den Hartog R.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 199 号: 1-2 ページ: 264-274

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02380-y

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of a Testbed for the Study of System Interference in Space CMB Polarimetry2020

    • 著者名/発表者名
      Ghigna T.、Matsumura T.、Hazumi M.、Stever S. L.、Sakurai Y.、Katayama N.、Suzuki A.、Westbrook B.、Lee A. T.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 199 号: 3-4 ページ: 622-630

    • DOI

      10.1007/s10909-020-02359-9

    • 関連する報告書
      2019 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] Benefits of Bolometer Joule Stepping and Joule Pulsing2019

    • 著者名/発表者名
      Stever S. L.、Couchot F.、Sauvage V.、Coron N.
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 199 号: 1-2 ページ: 110-117

    • DOI

      10.1007/s10909-019-02302-7

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Simulations of systematic effects arising from cosmic rays in the LiteBIRD space telescope, and effects on the measurements of CMB B-modes2021

    • 著者名/発表者名
      S. L. Stever
    • 学会等名
      Japanese Physical Society summer meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Progress towards a complete study of cosmic ray effects in the LiteBIRD space mission2020

    • 著者名/発表者名
      S. L. Stever
    • 学会等名
      Japanese Physical Society summer meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulations of systematic effects arising from cosmic rays in the LiteBIRD space telescope, and effects on the measurements of CMB B-modes2020

    • 著者名/発表者名
      S. L. Stever
    • 学会等名
      Great Western Seminar series, Cardiff University, United Kingdom
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Simulations of systematic effects arising from cosmic rays in the LiteBIRD space telescope, and effects on the measurements of CMB B-modes2020

    • 著者名/発表者名
      S.L.Stever
    • 学会等名
      Cosmology invited seminars, Institut d'Astrophysique Spatiale, France
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The PILOT balloon-borne telescope2020

    • 著者名/発表者名
      S. L. Stever and PILOT collaboration
    • 学会等名
      CMB Core-to-core seminar series
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cosmic rays in cosmology space missions: a review2019

    • 著者名/発表者名
      S. L. Stever
    • 学会等名
      B-modes from Space
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermal Simulations of Temperature Excursions on the Athena X-IFU Detector Wafer from Impacts by Cosmic Rays2019

    • 著者名/発表者名
      S. L. Stever
    • 学会等名
      International Astrophysical Consortium for High Energy Calibration
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-09-03   更新日: 2024-01-30  

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