大角度スケールCMB偏光パターンの地上観測実験によるインフレーション宇宙の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05743
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 大谷 知行 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, チームリーダー (50281663)
• 研究分担者: 田井野 徹 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40359592) ; 内田 智久 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, 准教授 (40435615) ; 関本 裕太郎 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (70262152) ; 田島 治 京都大学, 理学研究科, 准教授 (80391704)
• 研究期間 (年度): 2015-05-29 – 2020-03-31
• キーワード: 宇宙物理 / ミリ波 / CMB / 超伝導検出器

研究実績の概要

平成30年度は、昨年度に延期したスペイン・カナリア天体物理学研究所テイデ観測所へのGroundBIRD望遠鏡の設置を行うために 、平成28年度に締結した協定に基づき同研究所に使用に係る協定費を支払って、望遠鏡設置の環境を整えた。また、望遠鏡用の ドームを完成させて、カナリア諸島・テネエリフェ島に輸送し、標高2,400mの地点にあるテイデ観測所に2018年10月末に設置した。

これと並行して望遠鏡と検出器の輸送を進めていたが、２０１8年度の国立天文台のクリーンルームの利用方針の変更を受けてデバイス作製の遅れを余儀なくされたが、変更申請のスケジュール通り、望遠鏡輸送と検出デバイスの作製・輸送を進めた。その結果、2019年3月までに望遠鏡本体を、2019年8月までに検出器をカナリア天体物理学研究所（IAC)に輸送した。そして、IAC内の実験室の一角のスペースを借用して、本体の組み上げと冷凍機・検出器の動作試験を行って、無事に動作を確認した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

観測ドームのインストールは概ね予定通り進めることができた。また、望遠鏡本体の輸送も当初の予定通り2019年3月末に概ね終えることができた。一方、２０１8年度の国立天文台のクリーンルームの利用方針の変更を受けてデバイス作製の遅れを余儀なくされたが、その後、概ね変更申請のスケジュール通り、検出デバイスの作製と周辺機器・検出器の輸送を進めた。

今後の研究の推進方策

望遠鏡・周辺機器・検出器輸送の完了を受けて2019年度夏季に望遠鏡の現地インストールを行い、ファーストライトを得るという指針で研究を進めることとした。（注釈：この目標は達成された。2019年度の報告にて記載。）

研究成果

• [国際共同研究] Instituto de Astrofisica de Canarias(スペイン)
  • 国名: スペイン
  • 外国機関名: Instituto de Astrofisica de Canarias
• [国際共同研究] Korea University(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: Korea University
• [国際共同研究] SRON/TU Delft(オランダ)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: SRON/TU Delft
• [雑誌論文] Optimization of Geomagnetic Shielding for MKIDs Mounted on a Rotating Cryostat (2018)
  • 著者名/発表者名: Kutsuma Hiroki、Hattori Makoto、Kiuchi Kenji、Mima Satoru、Nagasaki Taketo、Oguri Shugo、Suzuki Junya、Tajima Osamu
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 193 ページ: 203～208
  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10909-018-2036-7
  • 査読あり
• [学会発表] タイミング同期機能を実装した超伝導検出器MKID用データ取得システムの開発とその応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 池満拓司, 小栗秀悟, 鈴木惇也, 田島治, 本多俊介
  • 学会等名: 日本物理学会 第74回年次大会
• [学会発表] 宇宙マイクロ波背景放射観測実験のための金属ワイヤーを用いたアンテナ角度較正装置の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 阿部倫史、安達俊介、田島治
  • 学会等名: 日本物理学会 第74回年次大会
• [学会発表] CMB偏光観測実験GrounndBIRD望遠鏡の検出器の応答性評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 沓間弘樹、他GroundBIRDコラボレータ
  • 学会等名: 日本天文学会 2019年春季年会
• [学会発表] 超伝導検出器MKIDs用磁気シールドの設計と評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 沓間弘樹、 大谷知行、 小栗秀悟、 鈴木惇也、 田島治、 長崎岳人、 服部誠、 美馬覚
  • 学会等名: 日本天文学会2018年秋季大会
• [学会発表] 宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の偏光観測実験GroundBIRD (2018)
  • 著者名/発表者名: 大谷知行, GroundBIRD collaboration
  • 学会等名: 応用物理学会テラヘルツ電磁波技術研究会 2018年度 第1回研究討論会「テラヘルツ波・高周波のデバイス・センシングの研究開発と応用」
  • 招待講演
• [学会発表] 見えない光で宇宙を探る (2018)
  • 著者名/発表者名: 大谷知行
  • 学会等名: 科学技術館 科学ライブショー「ユニバース」
  • 招待講演
• [学会発表] Performance evaluation of MKIDs on a high-speed rotating system for CMB telescope: GroundBIRD (2018)
  • 著者名/発表者名: S.Mima, J.Choi, R.Genova-Santos, M.Hattori, M.Hazumi, H.Ishitsuka, F.Kanno, K.Karatsu, K.Kiuchi, J.Komine, R.Koyano, H.Kutsuma, K.Lee, M.Minowa, M.Nagai, T.Nagasaki, M.Naruse, S.Oguri, C.Otani, R.Rebolo, J.Rubino-Martin, Y.Sekimoto, M.Semoto, J.Suzuki, T.Taino, O.Tajima, N.Tomita, T.Uchida, E.Won, M.Yoshida
  • 学会等名: SPIE Astronomical Telescopes+Instrumentation, Austin, USA, June (2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 超伝導検出器搭載の望遠鏡を用いた宇宙マイクロ波背景放射の精密観測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小栗秀悟
  • 学会等名: 理研シンポジウム 第6回「光量子工学研究」-サブ波長フォトニクス研究と新たな光量子工学の展開-
• [学会発表] CMB polarization experiment GroundBIRD (2018)
  • 著者名/発表者名: C. Otani, GroundBIRD Team
  • 学会等名: Joint Workshop of 19th East Asia Submillimeter-Wave Receiver Technology Workshop and 5th RIKEN-NICT Joint Workshop of Terahertz Technology
  • 国際学会
• [学会発表] 宇宙マイクロ波偏光観測実験GroundBIRD搭載用超伝導検出器MKIDの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 美馬 覚, GroundBIRD collaboration
  • 学会等名: 理研シンポジウム 第6回「光量子工学研究」-サブ波長フォトニクス研究と新たな光量子工学の展開-
• [学会発表] Development of Superconducting Microwave Kinetic Inductance Detectors Array for Cosmic Microwave Background Polarization Observations (2018)
  • 著者名/発表者名: S.Mima, J.Choi, R.Genova-Santos, M.Hattori, M.Hazumi, H.Ishitsuka, F.Kanno, K.Karatsu, K.Kiuchi, R.Koyano, H.Kutsuma, K.Lee, M.Minowa, M.Nagai, T.Nagasaki, M.Naruse, S.Oguri, C.Otani, R.Rebolo Lopez, J.Rubino-Martin, Y.Sekimoto, M.Semoto, J.Suzuki, T.Taino, O.Tajima, N.Tomita, T.Uchida, E.Won, M.Yoshida
  • 学会等名: Joint Workshop of 19th East Asia Submillimeter-Wave Receiver Technology Workshop and 5th RIKEN-NICT Joint Workshop of Terahertz Technology
  • 国際学会
• [備考] Kyoto CMB Group
  • URL: https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/CMB/index.html