| 研究課題/領域番号 |
19K21884
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
野田 博文 大阪大学, 理学研究科, 助教 (50725900)
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| 研究分担者 |
林 佑 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, 宇宙航空プロジェクト研究員 (00846842)
武井 大 国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 客員研究員 (10709372)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| キーワード | X線干渉計 / 超電導遷移端型X線マイクロカロリメータ / マイクロマシニング / X線天文学 / ブラックホール / 活動銀河核 / 放射光実験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、1台の人工衛星で実現できるX線干渉計を目指し、高い精度でX線光子の到来位置を特定できる極低温センサーの開発を行なっている。2つの超電導遷移端型マイクロカロリメータ(TES)を単一のX線吸収体によって繋ぎ、そこにX線光子が入射すると、光子の到来位置に依存した時間差を伴って、両端のTESが信号を検出するという新しい方法を用いる。本年度は、昨年度に数値シミュレーションを利用してデザインし、宇宙科学研究所のクリーンルームにてマイクロマシニング技術を利用して製作した素子を極低温まで冷却する実験を行った。その結果、X線吸収体の両端に配置したTESがともに~100 mKで超電導転移をすることを確認できた。さらに、極低温下で55Fe線源を用いて5.9 keVのX線光子をセンサーに照射する実験を行い、設計通り1つのX線光子の入射によって2つのTESで信号が検出できることを確認した。現在、2つのTESのパルス波形を詳細に解析し、両者の間の時間差がどの程度生じているかを調べている。さらに、センサー上に取り付けてX線光子の入射位置を制限するためのコリメータのデザインを進めるとともに、線源よりも強度の高い単色X線を発生させるためのX線発生装置を現在製作中である。また、活動銀河核やX線検出器関係の研究会に参加し、巨大ブラックホー ルやその周辺の様々な構造をX線干渉計によって空間分解するためには、X線光子の入射位置をどの程度の精度で検出しなければならないか検討を進めた。
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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
当初の予定通り、昨年度製作した極低温センサーを冷却して超電導転移することを確認できたとともに、線源を用いたX線照射実験を行うことができた。極低温下での信号検出まで成功したため、開発は概ね順調に進んでいると言うことができる。
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| 今後の研究の推進方策 |
X線光子の入射位置を制限するためのコリメータおよびそこにX線を照射するためのX線発生装置を製作し、それらを開発した極低温センサー上に取り付けた状態でX線照射実験を行う。センサーのどこにX線光子が当たったかを把握した上で、2つのTESの間の信号検出の時間差を特定し、光子入射位置の特定精度がどの程度実現できているかを確認する。さらに、この極低温センサーをSPring-8などの放射光施設で動作させ、X線干渉縞を実際に検出する実験に向けて検討を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナウイルスの影響で、昨年度に複数予定していた宇宙科学研究所、放射光施設などでの実験や、国内・国際研究会参加のための出張が中止および延期されたため。2021年度に宇宙科学研究所、放射光施設での実験を行うことになるため、その出張費や実験に必要な物品の購入に充てる。
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