CMB観測における前景放射の軽減によるインフレーションの発見感度の向上

通过减少 CMB 观测中的前景辐射来提高检测膨胀的灵敏度

• 批准号: 20K14497
• 负责人: 南 雄人
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14497/
• 关键词: 宇宙マイクロ波背景放射; CMB; 前景放射; ダスト放射; 宇宙複屈折; インフレーション; 偏光角度較正

令和４年度は、前景放射とCMBの光の分離に取り組んだ。前景放射を取り除いたCMBデータを作成できれば、前景放射に邪魔をされない新たな偏光角度の較正手法として利用できるためである。Ichiki et al. (2019)で報告されている”delta-map”法は有力な方法であったが、周波数帯の数が前景放射の推定パラメータ数によって制限されるという問題があった。わたしは、ベイズ統計の手法を利用することで、この制限を取り外し"extended delta-map"法を完成させた。これをシミュレーションによって検証することで前景放射を取り除くことができ、CMBのインフレーション理論のパラメータを精度よく推定できることを示し、論文として出版した。今後、この手法をこれまで開発してきた角度較正手法と組み合わせれば、より高精度な偏光角度の較正とインフレーション理論の検証の精度向上が期待できる。その他の実績は、Snowmassの白書論文1本、光を発した時点でのCMBのEB相関の新たな知見についての論文が1本、CMBのEB相関測定への前景放射の影響についての論文が1本、角度較正とCMBのEB相関の測定について国際会議での招待講演が1回、extended delta-map法について国際会議発表１回と国内会議発表1回がある。研究期間全体を通して、前景放射がある場合でも検出器の角度較正ができる新手法の開発ができた。コロナ禍の影響で当初の目的ではない別の望遠鏡の測定データにこの手法を適用したが、CMBの光に未知の物理事象の兆候を観測し、大きな科学的成果を得ることができた。また、前景放射モデルを取り入れた偏光角度の較正の開発や前景放射を取り除く手法を開発することで、前景放射の軽減による偏光角度の較正ができ、インフレーションの発見感度向上につなげることができた。

In the 4th year of the Reiwa era, に and the foreground radiation とCMB <s:1> light <e:1> were separated and に were taken as the んだ group. Prospects for radiation を take り except い た CMB デ ー タ を made で き れ ば, prospects for radiation に spirit を さ れ な い new た な の polarization Angle calibration technique と し て using で き る た め で あ る. Ichiki et al. (2019) report で さ れ て い る "delta - map method powerful な は" で あ っ た が, cycle for 帯 の several prospects が radiation の presumption パ ラ メ ー タ number に よ っ て limitations さ れ る と い う problem が あ っ た. わ た し は, ベ イ ズ statistical の technique を USES す る こ と で, こ outside the limitations の を take り し "method of extended delta - map" を complete さ せ た. こ れ を シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て 検 card す る こ と で prospects radiation を take り except く こ と が で き, CMB の イ ン フ レ ー シ ョ ン theory の パ ラ メ ー タ を precision よ く presumption で き る こ と を し, paper と し て publishing し た. In the future, こ の gimmick を こ れ ま で open 発 し て き た Angle is technique group と み reasonably わ せ れ ば, よ り high-precision の な polarizing Angle calibration と イ ン フ レ ー シ ョ ン theory の 検 card の precision が expect で upward き る. そ の he の be performance は, Snowmass の white book paper 1, light を 発 し た point で の CMB の EB phase masato の new た な knowledge に つ い て の が 1 in this paper, the CMB の EB phase masato へ affect radiation の の outlook に つ い て の が 1 this paper, Angle calibration と CMB の EB phase masato の determination に つ い て international conference で の entertaining speeches が 1 The extended delta-map method に に に て て international conference schedule 1 と domestic conference schedule 1 がある. During the study period all を tong し て, prospects for radiation が あ る occasions で も 検 extractor の Angle calibration が で き る の twist to open 発 が で き た. コ ロ ナ disaster の influence で の original purpose で は な い don't の telescope の determination デ ー タ に こ の gimmick を applicable し た が, CMB の light に の unknown physical things like の trillion hou を 観 し, big き を な scientific achievements have る こ と が で き た. ま た, prospects for radiation モ デ ル を take り れ た polarization Angle の is open is の 発 や prospects radiation を take り except く gimmick を open 発 す る こ と で, prospects for radiation の 軽 minus に よ る polarization Angle の is is が で き, イ ン フ レ ー シ ョ ン の 発 see sensitivity up に つ な げ る こ と が で き た.

项目成果

Probing axionlike particles via cosmic microwave background polarization

• DOI: 10.1103/physrevd.103.063508
• 发表时间: 2020-08
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Tomohiro Fujita;Y. Minami;Kai Murai;Hiromasa Nakatsuka

Search for parity-violating physics in the polarisation of the cosmic microwave background, so called “Cosmic Birefringence”

在宇宙微波背景偏振中寻找宇称破缺物理现象，即所谓的“宇宙双折射”

• 发表时间: 2020
• 作者: 福永優太;Kjeld Beeks;藤本弘之;平木貴宏;管明;羽場宏光;笠松良崇;北尾真司;小無健司;増田孝彦;永澤延元;岡井晃一;笹尾登;Fabian Schaden;Thorsten Schumm;瀬戸誠;重河優大;高取沙悠理;玉作賢治;植竹智;渡部司;渡部信;山口敦史;安田勇輝;依田芳卓;吉見彰洋;吉村浩司;吉村太彦;Yuto Minami
• 通讯作者: Yuto Minami

In-flight polarization angle calibration for LiteBIRD: blind challenge and cosmological implications

• DOI: 10.1088/1475-7516/2022/01/039
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: N. Krachmalnicoff;T. Matsumura;E. de la Hoz;S. Basak;A. Gruppuso;Y. Minami;C. Baccigalupi;E. Komatsu;E. Martínez-González;P. Vielva;J. Aumont;R. Aurlien;S. Azzoni;A. Banday;R. B. Barreiro;N. Bartolo;M. Bersanelli;E. Calabrese;A. Carones;F. Casas;K. Cheung;Y. Chinone;F. Columbro;P. De Bernardis;P. Diego-Palazuelos;J. Errard;F. Finelli;U. Fuskeland;M. Galloway;R. Génova-Santos;M. Gerbino;Tommaso Ghigna;S. Giardiello;E. Gjerløw;M. Hazumi;S. Henrot-Versillé;T. Kisner;L. Lamagna;M. Lattanzi;F. Levrier;G. Luzzi;D. Maino;S. Masi;M. Migliaccio;L. Montier;G. Morgante;B. Mot;R. Nagata;F. Nati;P. Natoli;L. Pagano;A. Paiella;D. Paoletti;G. Patanchon;F. Piacentini;G. Polenta;D. Poletti;G. Puglisi;M. Remazeilles;J. Rubiño-Martín;M. Sasaki;M. Shiraishi;G. Signorelli;S. Stever;A. Tartari;M. Tristram;M. Tsuji;L. Vacher;I. Wehus;M. Zannoni

宇宙マイクロ波背景放射の偏光に「パリティ対称性」を破る新しい物理の兆候を観測

观测宇宙微波背景辐射偏振中违反“宇称对称性”的新物理迹象

Results of gravitational lensing and primordial gravitational waves from the POLARBEAR experiment

POLARBEAR 实验的引力透镜和原初引力波结果

• DOI: 10.1088/1742-6596/1468/1/012007
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: Y. Chinone; M. Hazumi（38番目）et al. （他91名、総著者93名）
• 通讯作者: M. Hazumi（38番目）et al. （他91名、総著者93名）