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2020 年度 研究成果報告書

銀河間プラズマの集中と循環を探るX線カロリメータ大型アレイの開発

研究課題

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研究課題/領域番号 18H01260
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分16010:天文学関連
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

山崎 典子  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 (20254146)

研究分担者 平山 文紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10357866)
山田 真也  立教大学, 理学部, 准教授 (40612073)
大橋 隆哉  東京都立大学, 理学研究科, 客員教授 (70183027)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード銀河間物質 / X線天文学 / 極低温検出器 / 超伝導遷移端検出器 / 超伝導回路
研究成果の概要

X線のエネルギーを精度よく測定し,同時に位置検出を行なう撮像分光素子として,将来の宇宙X線観測に重要な役割を果たすと考えられる,超伝導転移端(TES)マイクロカロリメータのGHz帯を利用した信号多重化読み出し手法の開発を行なった。実際に40画素について,TESアレイと共振回路を結合させた100mKでのX線照射実験を行ない,エネルギー分解能として3eV以下を得ることができた。これは世界最高レベルの結果である。この手法により既存のマイクロ波アンプ等と組み合わせることで,250画素の多重化を可能とすることを示した。

自由記述の分野

高エネルギー宇宙物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

銀河,銀河間での希薄な高温プラズマの直接観測を行なうことは,宇宙の化学的,力学的な進化を探る上では非常に重要な手法と考えられる。本研究による開発は,そのためのキー技術であるマイクロカロリメータの信号多重化の実現可能性を世界に先駆けて十分に示した。これにより,大視野高エネルギー分解能でのX線サーベイ観測の可能性が示された。またこのような技術は,天文学のみならず,蛍光X線を用いた物質の微量分析などへの応用も期待される。

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公開日: 2022-01-27  

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