POLARBEAR実験による宇宙マイクロ波背景放射偏光分布の精密測定

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本研究は、宇宙背景放射観測実験POLARBEARにおいて宇宙背景放射の偏光分布を精密に測定することを通して、原始宇宙を記述するインフレーション理論から予想される原始重力波などの検出を目的としたものである。平成22年度中にPOLARBEARは米国カリフォルニア州の山中における試験観測を行い、そこから得られたデータの解析により観測装置の理解を進めることを主な目的として研究を進めてきた。そのなかでも特に重点的に進めてきたのが、観測システムの較正に関わる部分の解析である。平成22年度の試験観測では、Tau Aと呼ばれる偏光較正源として標準的に用いられる天体を観測し、偏光のマップを作成した。そこで期待される偏光マップが得られたことにより、POLARBEARの全ての観測システム、すなわち、望遠鏡から超伝導光検出器、読み出しまでの全てのシステムとして、期待される偏光感度を持つことを明確に示した。この結果は国際会議等で発表され、POLARBEAR実験の試験観測の成功を関連分野の研究者に印象づけることができた。さらに、試験観測のデータから偏光観測に対する系統誤差の研究なども行った。特に、系統誤差を生じる要因として、半波長板と呼ばれる入射偏光角を回転させる素子の非理想的な効果の理解を進めた。これは我々高エネルギー加速器研究機構のグループが装置の作成を担当した二つの人工的な偏光較正源による試験の解析によるものである。これらのデータの解析から半波長板の非理想的な効果が明らかとなり、そのことは平成23年度に控えているチリ・アタカマにおける本観測の観測戦略を練る上でも重要な情報となった。これらの試験観測のデータ解析の経験をもとに、本観測における検出器較正のための観測方法の検討、解析ソフトウェアの開発などを進めることにより、平成23年度の本観測開始に向けて準備を順調に進めている。