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 |
応募区分 | 一般 |
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) 東京大学 (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)
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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 |
交付 (2022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 | 解析 / アクシオン / 暗黒物質 / 宇宙マイクロ波背景放射 / マイクロ波観測 / データ解析 / 背景放射 / 宇宙論 / 重力波 / インフレーション / 時間軸天文学 / 観測的宇宙論 / 原始重力波 |
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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研究実績の概要 |
現在、時間軸に着目した宇宙観測データの活用が注目されている。その中でも本研究では、マイクロ波帯での観測における時間軸解析に焦点を当てて研究を進めてきた。特に、これまでに宇宙マイクロ波背景放射の直線偏光が時間振動することで探索が可能な、Axion-like particle (ALP)の研究を進めている。 POLARBEAR実験は2012年から2017年まで南米チリ・アタカマ砂漠から宇宙マイクロ波の観測を行なってきた。研究代表者は観測当初から観測データの解析を主導してきた。本研究ではこれまでにvalidationを完了した「重力レンズ起源信号」に特化した小スケール観測データを活用したデータ解析を進めてきた。2022年度ではその解析を終え、ALPに制限を課すことに成功した(mass range: 9.6e-22<m_phi<2.2e-20 eV; coupling: g_phi-gamma<2.4e-11 GeV^(-1)x(m_phi/1e-21 eV))。 同時に、POLARBEAR実験のupgrade実験であるSimons Arrayを使ったマイクロ波背景放射観測を進めている。安定した観測実現のためにこれまでに、観測・装置を遠隔地からモニタリングできる"LiveMonitor"システムの開発をおこなってきた。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
POLARBEAR実験のデータを使った、宇宙マイクロ波背景放射の偏光角の振動によるAxion-like particleへの制限をかけることに成功し、現在論文を投稿している。Simons Arrayによる同種の観測・解析の準備も進めており、順調に進んでいるといえる。
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今後の研究の推進方策 |
投稿中の論文をいち早く出版するとともに、宇宙マイクロ波背景放射観測データ以外の時間軸データ、例えば同じくPOLARBEAR実験による全天で最も明るい偏光源であるカニ星雲の観測データを使ったAxion-like particleへの制限解析を進める。また、現行のマイクロ波背景放射観測実験であるSimons Arrayによる観測とデータ解析を強力に押し進めていく。
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