| 研究課題/領域番号 |
21K03585
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 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 (2022-2023)
東京大学 (2021) |
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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, 特任准教授 (90649675)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 観測的宇宙論 / 観測 / データ解析 / マイクロ波観測 / 電波 / ダークマター / CMB / 解析 / アクシオン / 暗黒物質 / 宇宙マイクロ波背景放射 / 背景放射 / 宇宙論 / 重力波 / インフレーション / 時間軸天文学 / 原始重力波 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、最新のSimons Array実験により、宇宙のインフレーションの際に生成される時空のさざ波である原始重力波を、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)に刻まれる特殊な渦状の偏光パターン「Bモード」によって精密に観測することである。特に原始重力波の振幅が最も大きくなる約2度角以上の大角度スケールで検出することで、宇宙の「はじまり」の解明につなげる。また、CMB観測の広い天域を、長時間にわたり、高い頻度で観測する特徴を活用することで、マイクロ波帯での時間軸天文学を開拓することである。
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| 研究成果の概要 |
Simons ArrayによるCMB観測を実施し、データ解析を進めた。現時点では原始重力波起源Bモードの観測を実現できておらず、更なる高感度実験での観測が必要不可欠である。POLARBEAR実験の観測データを使用することで、POLARBEARが報告していた上限を更新した。また時間変化する偏光角からアクシオン類似粒子への制限する解析手法を構築し、POLARBEARで観測したCMBとTauA (蟹星雲)データを解析した。その結果、同種の手法では最も厳しい制限を実現した(TauAによる制限で、アクシオン類似粒子の質量が10-22-10-18 eVの範囲)。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Simons Arrayではインフレーション起源信号を検出する感度を実現できなかったが、半波長板による偏光変調の実証に有効だった。これまで注目されていなかった宇宙マイクロ波背景放射 (CMB)観測実験によるマイクロ波観測データの時間軸の情報を使うことで、アクシオン類似粒子を探査できることを示した。特にCMBおよびTauA (蟹星雲)のデータを解析したの本研究が初めてである。
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