宇宙マイクロ波背景放射偏光測定で探る超高エネルギー物理

2013 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 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―
• 研究課題/領域番号: 21111002
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 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: 羽澄 昌史 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, 教授 (20263197)
• 研究分担者: 吉田 哲也 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (50222394) ; 都丸 隆行 高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (80391712) ; 田島 治 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80391704)
• 連携研究者: 松原 英雄 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (30219464) ; 満田 和久 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (80183961) ; 鈴木 敏一 高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 教授 (20162977) ; 住澤 一高 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (40379293) ; 長谷川 雅也 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) ; 佐藤 伸明 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (10202095)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 宇宙背景放射 / インフレーション / 重力波

研究概要

宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の偏光に着目し、その精査をおこなった。チリ・アタカマの標高5000メートルを超える観測サイトにおける観測実験QUIETとPOLARBEARを推進した。両方の実験から観測結果を発表することができた。特に、POLARBEARでは、CMB偏光のみを用いて重力レンズ効果を観測することに世界で初めて成功した。
さらに、究極の全天CMB偏光精密観測をおこなう将来の科学衛星LiteBIRDの設計と開発を様々な専門を持つ研究者が連携しつつ推進した。その結果、日本学術会議のマスタープラン2014への掲載が決定し、最重要とされる重点大型研究計画の一つに選ばれた。

研究成果

• [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, Y.Akiba, A.E.Anthony, K.Arnold, M.Atlas, D.Barron, D.Boettger, J.Borrill, S.Chapman, Y.Chinone, M.Dobbs, T.Elleflot, J.Errard, G.Fabbian, C.Feng, D.Flanigan, A.Gilbert, W.Grainger, N.W.Halverson, M.Hasegawa, K.Hattori, M.Hazumi, W.L.Holzapfel, Y.Hori, J.Howard, P.Hyland, Y.Inoue, G.C.Jaehnig, A.Jaffe, B.Keating, Z.Kermish, R.Keskitalo, T.Kisner, M.Le Jeune, A.T.Lee, E.Linder, E.M.Leitch, M.Lungu, F.Matsuda, T.Matsumura, X.Meng, N.J.Miller, H.Morii, S.Moyerman, M.J.Myers, M.Navaroli, H.Nishino, H.Paar, J.Peloton, E.Quealy, G.Rebeiz, C.L.Reichardt, P.L.Richards, C.Ross, I.Schanning, D.E.Schenck, B.Sherwin, A.Shimizu, C.Shimmin, M.Shimon, P.Siritanasak, G.Smecher, H.Spieler, N.Stebor, B.Steinbach, R.Stompor, A.Suzuki, S.Takakura, T.Tomaru, B.Wilson, A.Yadav, O.Zahn (collapse list)
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: (2014年4月25日に掲載確定)
  • 査読あり
• [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, Y.Akiba, A.E.Anthony, K.Arnold, M.Atlas, D.Barron, D.Boettger, J.Borrill, C.Borys, S.Chapman, Y.Chinone, M.Dobbs, T.Elleflot, J.Errard, G.Fabbian, C.Feng, D.Flanigan, A.Gilbert, W.Grainger, N.W.Halverson, M.Hasegawa, K.Hattori, M.Hazumi, W.L.Holzapfel, Y.Hori, J.Howard, P.Hyland, Y.Inoue, G.C.Jaehnig, A.Jaffe, B.Keating, Z.Kermish, R.Keskitalo, T.Kisner, M.Le Jeune, A.T.Lee, E.M.Leitch, E.Linder, M.Lungu, F.Matsuda, T.Matsumura, X.Meng, N.J.Miller, H.Morii, S.Moyerman, M.J.Myers, M.Navaroli, H.Nishino, H.Paar, J.Peloton, E.Quealy, G.Rebeiz, C.L.Reichardt, P.L.Richards, C.Ross, K.Rotermund, I.Schanning, D.E.Schenck, B.D.Sherwin, A.Shimizu, C.Shimmin, M.Shimon, P.Siritanasak, G.Smecher, H.Spieler, N.Stebor, B.Steinbach, R.Stompor, A.Suzuki, S.Takakura, A.Tikhomirov, T.Tomaru, B.Wilson, A.Yadav, O.Zahn
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 112 ページ: 131302
  • DOI: 10.1103/PhysRevLett.112.131302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mission Design of LiteBIRD (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Matsumura, M. Hazumi, et al.
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys. (Published online) ページ: 1-8
  • DOI: 10.1007/s10909-013-0996-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] The POLARBEAR Cosmic Microwave Background Polarization Experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Chinone, M.Hasegawa, K.Hattori, M.Hazumi, T.Matsumura, H.Morii, H.Nishino, A.Shimizu, T.Tomaru, et al.
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys. (Published online) ページ: 1-7
  • DOI: 10.1007/s10909-013-1065-5
  • 査読あり
• [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 ページ: 9-1:28
  • 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 ページ: 145-1:10
  • DOI: 10.1088/0004-637X/760/2/145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Innovative Demodulation Scheme for Coherent Detectors in CMB Experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ishidoshiro, Y.Chinone, M.Hasegawa, M.Hazumi, M.Nagai, O.Tajima
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: 83 ページ: 56104
  • DOI: 10.1063/1.4719922
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethernet-Based DAQ System for QUIET-II Detectors (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Nagai, K.Ishidoshiro, T.Higuchi, M.Ikeno, M.Hasegawa, M.Hazumi, O.Tajima, M.Tanaka, T.Uchida
  • 雑誌名: J Low Temp Phys 巻: 167 ページ: 689-694
  • DOI: 10.1007/s10909-012-0561-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Readout system with on-board demodulation for CMB polarization experiments using coherent polarimeter arrays (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ishidoshiro, M.Nagai, T.Higuchi, M.Hasegawa, M.Hazumi, M.Ikeno, O.Tajima, M.Tanaka and T.Uchida
  • 雑誌名: Nuclear Science, IEEE Trans. 巻: 59 ページ: 647-655
  • DOI: 10.1109/TNS.2012.2195029
  • 査読あり
• [雑誌論文] First Season QUIET Observations : Measurements of CMB Polarization Power Spectra at 43 GHz in the Multipole Range 25 <= ell <= 475 (2011)
  • 著者名/発表者名: QUIET Collaboration, Y.Chinone, M.Hasegawa, M.Hazumi, O.Tajima, et al.
  • 雑誌名: Astrophys. J. 巻: 741 ページ: 111-1:18
  • DOI: 10.1088/0004-637X/741/2/111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calibration System with Cryogenically-Cooled Loads for Cosmic Microwave Background Polarization Detectors (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hasegawa, O.Tajima, Y.Chinone, M.Hazumi, K.Ishidoshiro and M.Nagai
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instru. 巻: 82 ページ: 5-054501
  • DOI: 10.1063/1.3590931
  • 査読あり
• [学会発表] CMB polarization experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: M.Hazumi
  • 学会等名: KIAS-NCTS Joint Workshop on Particle Physics, String theory and Cosmology
  • 発表場所: High1 resort, Korea
  • 年月日: 20140209-15
  • 招待講演
• [学会発表] LiteBIRD - a future satellite for the studies of B-mode polarization and Inflation from cosmic background Radiation Detection (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Hazumi
  • 学会等名: 9th East Asian Meeting on Astronomy
  • 発表場所: NCU, Taiwan
  • 年月日: 20131014-18
  • 招待講演
• [学会発表] LiteBIRD - A Small Satellite for the Studies of B-mode Polarization and Inflation from Cosmic Background Radiation Detection (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Hazumi
  • 学会等名: Beyond COrE Workshop
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20120625-29
  • 招待講演
• [学会発表] Search for B-Modes in CMB Polarization -QUIET and Other Experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: O.Tajima
  • 学会等名: Rencontres de Moriond EW 2011
  • 発表場所: La Thuile, Italy
  • 年月日: 20110313-20
  • 招待講演
• [学会発表] Probing Inflation with CMB Polarization Measurements -QUIET, POLARBEAR and beyond (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Hazumi
  • 学会等名: COSMO/CosPA 2010
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20100927-1001
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://cbr.kek.jp/
• [備考]
  • URL: http://cmb.kek.jp/
• [備考]
  • URL: http://quiet.kek.jp/
• [備考]
  • URL: http://cmb.kek.jp/polarbear/
• [備考]
  • URL: http://cmb.kek.jp/cmbcamera/
• [備考]
  • URL: http://litebird.jp/