世界最大の超伝導ミリ波検出器アレイによる宇宙背景放射偏光成分の精密測定

• 研究課題/領域番号: 24684017
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 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
• 研究代表者: 長谷川 雅也 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (60435617)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
• キーワード: 宇宙背景放射 / インフレーション / 原始重力波 / 偏光 / 重力レンズ / ニュートリノ質量 / 検出器開発 / 超伝導検出器

研究成果の概要

本研究は、宇宙背景放射(CMB)偏光成分の精密測定を通して原始重力波の痕跡をとらえる事を念頭に、現在世界最高レベルの感度を誇るPOLARBEAR-1実験による重力レンズ起源CMB偏光の精密探索と、POLARBEAR-1の性能を6倍に向上させた新しい検出器システム「POLARBEAR-2」の開発を目的に行った。POLARBEAR-1では、世界で初となるCMB偏光データのみを用いた重力レンズ起源の偏光Bモードの観測に成功した。またPOLARBEAR-2の開発では、世界最大級の焦点面検出器アレイの実現のために課題であった、光学系の構築と焦点面周辺の熱負荷の制御に成功し、開発をほぼ完了させている。

研究成果

• [雑誌論文] A Measurement of the Cosmic Microwave Background B-Mode Polarization Power Spectrum at Sub-Degree Scales with POLARBEAR (2014)
  • 著者名/発表者名: POLARBEAR Collaboration, P.A.R. Ade et.al.
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 794 号: 2 ページ: 171-171
  • DOI: 10.1088/0004-637x/794/2/171
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Measurement of the Cosmic Microwave Background Polarization Lensing Power Spectrum with the POLARBEAR Experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: POLARBEAR Collaboration, P.A.R. Ade et.al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 113 号: 2 ページ: 021301-021301
  • DOI: 10.1103/physrevlett.113.021301
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evidence for Gravitational Lensing of the Cosmic Microwave Background Polarization from Cross-Correlation with the Cosmic Infrared Background (2014)
  • 著者名/発表者名: POLARBEAR Collaboration, P.A.R. Ade et.al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 112 号: 13 ページ: 131302-131302
  • DOI: 10.1103/physrevlett.112.131302
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Measurement of the Cosmic Microwave Background Polarization Lensing Power Spectrum with the POLARBEAR Experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: P.A.R.Ade,...,M.Hasegawa(20番目) 他70名
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cosmology and particle physics with POLARBEAR (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Hasegawa for the POLARBEAR collaboration
  • 雑誌名: Proceedings of Science 巻: ICHEP2012 ページ: 440-440
• [雑誌論文] Adaptation of frequency-domain readout for Transition Edge Sensor bolometers for the POLARBEAR- 2 Cosmic Microwave Background experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Hattori, K.Arnold, D.Barron, M.Dobbs, T.de Haan, N.Harrington, M.Hasegawa, M.Hazumi, W.L.Holzapfel, B.Keating, A.T.lee, H.Morri, M.J.Myers, G.Smecher, A.Suzuki, T.Tomaru
  • 雑誌名: Nucl. Instru. and Meth 巻: A, 732 ページ: 299-302
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.07.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Q/U Imaging Experiment Instrument (2013)
  • 著者名/発表者名: QUIET Collaboration, Y.Chinone, M.Hasegawa, M.Hazumi, O.Tajima, et al.
  • 雑誌名: strophys. J. 巻: 768 号: 1 ページ: 9-9
  • DOI: 10.1088/0004-637x/768/1/9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Second Season QUIET Observations : Measurements of the CMB Polarization Power Spectrum at 95 GHz (2013)
  • 著者名/発表者名: QUIET Collaboration, Y.Chinone, M.Hasegawa, M.Hazumi, K.Ishidoshiro, M.Nagai, O.Tajima, et al.
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 760 号: 2 ページ: 145-145
  • DOI: 10.1088/0004-637x/760/2/145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for cosmic-ray antiproton origins and for cosmological antimatter with BESS (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Yamamoto, J.Mitchel, K. Yoshimura, M. Hasegawa, et al., (38名)
  • 雑誌名: Adv.Space Res. 巻: 51 号: 2 ページ: 227-233
  • DOI: 10.1016/j.asr.2011.07.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] The bolometric focal plane array of the Polarbear CMB experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Arnold et al.
  • 雑誌名: Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 巻: 8452 ページ: 84521D-84521D
  • DOI: 10.1117/12.927057
  • 査読あり
• [雑誌論文] The POLARBEAR experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: Z. D. Kermish et al.
  • 雑誌名: Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 巻: 8452
  • DOI: 10.1117/12.926354
• [雑誌論文] POLARBEAR-2 optical and polarimeter designs (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumura et al.
  • 雑誌名: Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 巻: 8452 ページ: 84523E-84523E
  • DOI: 10.1117/12.926770
• [雑誌論文] The POLARBEAR-2 experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tomaru et al.
  • 雑誌名: Proc. SPIE Int. Soc. Opt. Eng. 巻: 8452 ページ: 84521H-84521H
  • DOI: 10.1117/12.926158
• [学会発表] POLARBEAR-2 レシーバシステムの開発 VIII (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: 日本物理学会 (年次大会)
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] CMB偏光観測実験 POLARBEARの最新の結果と今後の展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: 日大理工-益川塾連携素粒子物理学シンポジウム
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2014-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] POLARBEAR-2 レシーバシステムの開発 VII (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: 日本物理学会 (秋季大会)
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-21
• [学会発表] 地上のCMB偏光観測実験による原始重力波探索の現状と今後の展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: 日本物理学会(秋季大会)
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] POLARBEAR-2 - a new CMB polarization receiver for exploring the physics of inflation and neutrino mass - (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: ICHEP2014
  • 発表場所: Valencia Conference Centre (スペイン)
  • 年月日: 2014-07-02 – 2014-07-09
• [学会発表] 超伝導検出器を用いた大型焦点面アレイに適応可能な較正用ミリ波源の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: CMBワークショップ2014
  • 発表場所: 理研和光キャンパス
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-03
• [学会発表] POLARBEAR-2 - a brand-new CMB polarization receiver on the Simons array telescopes - (2014)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: CMBワークショップ2014
  • 発表場所: 理研和光キャンパス
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-03
• [学会発表] POLARBEAR実験-偏光角較正装置の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: 日本物理学会 年次大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] POLARBEAR2 実験の為の SQUID アンプ基礎特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: 物理学会 秋季大会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] POLARBEAR実験における偏光Bモード探索の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: 天文学会 秋季年会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] POLARBEAR2の設計と統合試験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: ミリ波• サブミリ波の観測システム研究会
  • 発表場所: 倉敷シーサイドホテル
• [学会発表] Laboratory Calibration System for Large Focal Plane with Superconducting CMB Detectors (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: CMB2013
  • 発表場所: OIST
• [学会発表] POLARBEAR実験-偏光検出器の特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: 日本物理学会 秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] POLARBEAR実験の概要 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: CMB2012 (新学術領域シンポジウム)
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 2012-07-27
• [学会発表] Cosmology and Particle Physics with POLARBEAR (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也, 他
  • 学会等名: ICHEP2012
  • 発表場所: メルボルン(オーストラリア)
  • 年月日: 2012-07-07
• [学会発表] CMB Polarization Results from the QUIET Experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也, 他
  • 学会等名: ICHEP2012
  • 発表場所: メルボルン(オーストラリア)
  • 年月日: 2012-07-07
• [学会発表] 宇宙背景放射偏光観測によるニュートリノ質量の測定
  • 著者名/発表者名: 長谷川雅也
  • 学会等名: ニュートリノフロンティア（新学術研究）研究会
  • 発表場所: 東京工業大
• [備考] KEK-CMBホームページ
• [備考] KEK-CMB グループホームページ
• [備考] 背景放射で拓く宇宙創成の物理 ～インフレーションからダークエイジまで～
• [備考] POLARBEAR with the Huan Tran Telecsope
  • URL: http://bolo.berkeley.edu/polarbear/
• [備考]
  • URL: http://cmb.kek.jp
• [備考]
  • URL: http://cbr.kek.jp