Development of High Position Sensitive TES X-ray Microcalorimeter for Space X-ray Interferometer

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一台の人工衛星に搭載可能な小型の宇宙X線干渉計に向けて、2つのTi/Au(40 nm/90 nm)超伝導遷移端型マイクロカロリメータ(TES; 140 μm × 140 μm)を1つの吸収体(1.2 mm × 20 μm × 1 μm)で接続し、2つのTESのパルスの立ち上がり(rising edge)の時間差を利用することで高い精度でX線光子の入射位置を特定できるX線センサーの開発を進めている。当該年度は、製作した高位置精度X線センサーを100 mKに冷却し、55Fe線源によるX線照射実験を行なって得られたデータの詳細な解析を行った。その結果、X線吸収体の中心から0.5 mmの位置にX線光子が入射すると、2つのTESのパルスのrising edgeに~5 μsecの時間差が生じていることを明らかにした。ここから、パルスの立ち上がり時間差をnsecの精度で捉えることにより、sub μmの精度でX線入射位置を特定できる見込みを得ることができた。これらの結果をまとめ、国際学会「SPIE2022」にて口頭発表するとともにproceedingとしてまとめた。さらに、高位置特定精度X線センサーによるsub μmの位置分解能と複数のX線平面鏡と組み合わせることで、数mのサイズでミリ秒角程度の角度分解能を実現できる可能性があるた宇宙X線干渉計のデザインを検討し、国内研究会「2040年代のスペース天文学」にて口頭発表した。また、検討した宇宙X線干渉計のデザインに基づき、放射光施設にて高位置特定精度X線センサーと複数のX線平面鏡を組み合わせてX線干渉縞を取得するための実験の検討を進めた。複数の国際・国内研究会に参加し、宇宙X線干渉計の観測ターゲットとなる活動銀河核をはじめとするX線で明るいコンパクト天体についての最新の研究について情報収集を行った。