宇宙X線の精密分光を実現するTESカロリメータの開発と電荷交換反応への地上応用

开发实现宇宙X射线精确光谱的TES热量计及其在电荷交换反应中的地面应用

• 批准号: 10J01582
• 负责人: 赤松 弘規
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J01582/
• 关键词: X線天文学; X線精密分光; 電荷交換反応; マイクロカロリメータ; マクロカロリメータ

本研究の目的は,宇宙で発生する電荷交換反応機構を地上実験により解明する事である.太陽風等に含まれる高階電離イオンと地球近傍に存在する中性物質間の電荷交換反応によって発生するX線輝線は,X線による天体観測の際にバックグランドになるだけでなく,希薄な大気の組成を調べるツールとしても魅力的な対象である.しかし,これまでの地上実験では,十分な条件で測定が行われていない.我々は電荷交換反応機構を理解するために,高分光性能を誇るTES(超伝導遷移端温度計)型X線マイクロカロリメータとECRISを組み合せた地上実験を進めている.本年度は,運搬可能な小型冷凍機(2段式断熱消磁冷凍機:dADR)にTESカロリメータの読み出しに必要なSQUID(超伝導量子干渉計)とTESカロリメータを導入し,動作試験を行った.SQUIDは磁場に非常に敏感な素子な為,高透磁率金属であるパーマロイと超伝導物質であるNbで磁気遮蔽を行った.その結果,SQUIDが正常に動作する事を確認し,TESカロリメータの性能評価に使用している希釈冷凍機と比較して,約3倍程度のノイズレベルに有る事を確認した.今後,配線のシールドなどを行い,改善してゆくべき点であるが,TESカロリメータの読み出しとしては十分なレベルのものである.次に,dADR内にTESカロリメータを導入し,その動作確認(超伝導遷移温度の確認)を行った.本来ならば,転移しているはずの温度まで冷えてもTESの動作を確認することが出来なった為,ホール素子を用いてdADRに使用している磁場の影響を調査した.その結果,4G程度の残留磁場の存在が示唆され,これがTESカロリメータに影響を与えていると考えられる.今後,測定した磁場分布を元に磁気シールドの最適化を行い,TESカロリメータの動作を実現し,電荷交換実験の応用へと進める.

The purpose of this study is to understand the mechanism of charge exchange reaction in the universe. The solar wind and the like contain high-order ionization and charge exchange reactions between neutral substances existing near the earth, X-ray emission, X-ray emission, celestial body detection, etc. The earth is full of water, the earth is full of water, the earth is full of water. We understand the charge-exchange reaction mechanism, high optical performance, TES(Superconductivity Transfer End Thermometer) type X-ray, and we can improve the performance of ECRIS. This year, it is possible to transport small refrigerators (2-stage thermal degaussing refrigerators:dADR), which are required for the introduction and operation of SQUID(Superconductivity Quantum Device) and TES.SQUID is very sensitive to magnetic fields, such as high magnetic permeability metals and Nb magnetic shielding materials. As a result,SQUID has been confirmed to operate normally,TES has been evaluated for performance, and compared to the refrigerator, it has been confirmed to operate at about 3 times the level. In the future, the distribution of lines will be improved, and the TES will be improved. Next,dADR will introduce TES into the system, and confirm the operation (confirmation of the temperature of superconductivity). To investigate the effect of magnetic field on the temperature and temperature of TES. As a result, the existence of residual magnetic field of 4G level indicates that the influence of TES on the magnetic field is not obvious. In the future, the optimization of the magnetic field distribution of the measurement elements, the realization of the operation of TES and the improvement of the charge exchange performance will be carried out.

项目成果

「すざく」衛星による銀河団外縁部領域の観測

朱雀卫星对星系团外部区域的观测

• 发表时间: 2011
• 作者: 難波麻由美;川島悠里;渡辺多恵子;平野真紀;澤田優子;篠原亮次;杉澤悠圭;田中笑子;冨崎悦子;森田健太郎;望月由妃子;恩田陽子;徳竹健太郎;伊藤澄雄;安梅勅江;赤松弘規
• 通讯作者: 赤松弘規

Challenge to reveal Solar Wind Charge Exchange mechanism with TES X-ray microcalorimeter

利用 TES X 射线微量热计揭示太阳能风电荷交换机制的挑战

• 发表时间: 2010
• 作者: 徳竹健太郎;田中笑子;冨崎悦子;渡辺多恵子;恩田陽子;呉柏良;望月由妃子;川島悠里;難波麻由美;平野真紀;森田健太郎;童連;篠原亮次;杉澤悠圭;安梅勅江;赤松弘規;寺沢重法;赤松弘規
• 通讯作者: 赤松弘規

TES型X線マイクロカロリメータで挑む電荷交換反応機構の解明-実験計画と進捗状況-

使用TES型X射线微热量计阐明电荷交换反应机理 - 实验计划和进展情况 -

• 发表时间: 2010
• 作者: 赤松弘規;榎崇利;辺見香理;石崎欣尚;江副祐一郎;大橋隆哉;大橋隼人;神田拓真;石田卓也;田沼肇;篠崎慶亮;満田和久
• 通讯作者: 満田和久

X-Ray View of the Shock Front in the Merging Cluster Abell 3376 with Suzaku

Abell 3376 星团与朱雀合并时激波锋面的 X 射线视图

• 发表时间: 2012
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Wu Bailiang;Tong Lian;篠原亮次;杉澤悠圭;澤田優子;田中笑子;冨崎悦子;平野真紀;森田健太郎;渡辺多恵子;徳竹健太郎;望月由妃子;難波麻由美;伊藤澄雄;安梅勅江;H.Akamatsu
• 通讯作者: H.Akamatsu

Properties of the intracluster medium of Abell 3667 observed with Suzaku XIS

使用 Suzaku XIS 观察到的 Abell 3667 簇内介质的特性

• 发表时间: 2012
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: 伊藤澄雄;渡辺多恵子;篠原亮次;杉澤悠圭;澤田優子;安梅勅江;H.Akamatsu
• 通讯作者: H.Akamatsu