次世代望遠鏡群による宇宙背景放射観測の展開～宇宙の暗黒成分とインフレーション～

使用下一代望远镜开发宇宙背景辐射观测——宇宙的暗成分和膨胀——

• 批准号: 16K21744
• 负责人: 日下 暁人
• 金额: $ 36.03万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Home-Returning Researcher Development Research)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017 至 2019
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16K21744/
• 关键词: 宇宙物理; 電波天文学; 宇宙マイクロ波背景放射

本研究は、2つの宇宙背景放射(CMB)望遠鏡群プロジェクト、Simons Arrayと将来計画Simons Observatoryを遂行し、最終的に現行実験を大きく上回る制度でCMBの測定を行うこと、特にそのための装置開発およびデータ解析手法を進展させることを目的とする。これらの実験においては、検出器数を増やすことにより統計誤差を大幅に削減するが、それに追従する形で系統誤差や相関のあるノイズを削減するために、本研究では半波長板を用いた偏光変調に焦点を当てて、装置開発およびデータ解析の両面から研究を進めた。装置開発においては、高温超伝導ベアリングを用いたSimons Arrayのための連続回転式低温半波長板が完成し、試験および評価を進めている。また、CMB観測用超伝導検出器を動作・テストさせ、半波長板の磁場による影響を評価するための冷凍機システムの構築を進めた。さらに、Simons Observatoryのための半波長板システムの設計と、特にそれに必要な大口径の超伝導ベアリングの開発が進んでいる。一方、データ解析においては、Simons Arrayのための、次世代ハイパフォーマンスコンピューティングシステムに最適化した解析パイプラインの開発を進めている。また、データ解析分野において、連続回転式半波長板の技術実証実験とも呼べるAtacama B-mode Search (ABS)実験の解析結果をリリースした。Simons Observatory実験を構成する望遠鏡群のうち、インフレーションの測定に特化した小口径望遠鏡群は、特に半波長板システムの光学的な設計においてABS実験を踏襲しており、ABS実験による実証は半波長板を用いた高精度CMB測定を大きく後押しした。

In this study, プロジェ, 2 プロジェ cosmic background radiating (CMB) telescope cluster プロジェ, ト and Simons Arrayと plan for Simons in the future Observatory を conducts し, final に current be 験 を big き く る system で last time determination of the CMB の を line う こ と, に そ の た め の device 発 お よ び デ ー タ parsing technique progress を さ せ る こ と を purpose と す る. こ れ ら の be 験 に お い て は, 検 extractor for を raised や す こ と に よ り statistical error を に sharply cut す る が, そ れ に chase 従 す る で system error や phase masato の あ る ノ イ ズ を cut す る た め に, this study で は を half wave plate with い た polarization - adjustable focus に を when て て, device 発 お よ び デ ー タ parsing の struck surface か ら research を into め た. Gear drive 発 に お い て は, high temperature and ultra 伝 ベ ア リ ン グ を with い た Simons Array の た め の even 続 back planning type low temperature が し, half wave plate test お よ び review 価 を into め て い る. ま た, CMB with super 伝 観 test guide 検 extractor を action, テ ス ト さ せ, half wave plate の magnetic に よ る を appraisal of 価 す る た め の refrigerator シ ス テ ム の build を into め た. さ ら に, Simons Observatory の た め の half wave plate シ ス テ ム と の design, special に そ れ に necessary な の super large caliber 伝 guide ベ ア リ ン グ の open 発 が into ん で い る. One party, デ ー タ parsing に お い て は, Simons Array の た め の, next generation ハ イ パ フ ォ ー マ ン ス コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ シ ス テ ム に optimization し た parsing パ イ プ ラ イ ン の open 発 を into め て い る. ま た, デ ー タ parsing eset に お い て, even 続 planning back half wave plate の technology be card be 験 と も shout べ る Atacama B - mode Search (ABS) be 験 の analytical results を リ リ ー ス し た. Simons Observatory be 験 を constitute す る telescope group の う ち, イ ン フ レ ー シ ョ ン の determination に specialized し た は, small diameter telescope group に half wave plate シ ス テ ム の optical な design に お い て ABS be 験 を stepped on し て お り, ABS be 験 に よ る card be は を half wave plate with い た high precision determination of CMB を big き く after joab し し Youdaoplaceholder0.

项目成果

A Large-Diameter Cryogenic Rotation Stage for Half-Wave Plate Polarization Modulation on the POLARBEAR-2 Experiment

POLARBEAR-2 实验中用于半波片偏振调制的大直径低温旋转台

• DOI: 10.1007/s10909-018-1980-6
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Low Temperature Physics
• 影响因子: 2
• 作者: Hill C. A.;Kusaka A.;Barton P.;Bixler B.;Droster A. G.;Flament M.;Ganjam S.;Jadbabaie A.;Jeong O.;Lee A. T.;Madurowicz A.;Matsuda F. T.;Matsumura T.;Rutkowski A.;Sakurai Y.;Sponseller D. R.;Suzuki A.;Tat R.
• 通讯作者: Tat R.

宇宙を使った素粒子物理学～宇宙背景放射観測の最前線～

利用空间的粒子物理-宇宙背景辐射观测的最前沿-

• 发表时间: 2018
• 作者: N. Chongdar;O. Rüdiger;E. J. Reijerse;W. Lubitz;J. A. Birrell;緒方英明;Hideaki Ogata;Hideaki Ogata;川口大司;日下 暁人
• 通讯作者: 日下 暁人

Systematic uncertainties in the Simons Observatory: optical effects and sensitivity considerations

西蒙斯天文台的系统不确定性：光学效应和灵敏度考虑

• DOI: 10.1117/12.2312971
• 发表时间: 2018
• 期刊: Proc. SPIE
• 作者: Gallardo Patricio A.;Matsuda Frederick T. et. al.
• 通讯作者: Matsuda Frederick T. et. al.

The POLARBEAR-2 and Simons Array Focal Plane Fabrication Status

POLARBEAR-2 和西蒙斯阵列焦平面制造现状

• DOI: 10.1007/s10909-018-2059-0
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Low Temperature Physics
• 影响因子: 2
• 作者: Westbrook B.;Y. Chinone、Hasegawa M.、Hazumi M.、Katayama N、Tajima O、Tomaru T.、et al.
• 通讯作者: Y. Chinone、Hasegawa M.、Hazumi M.、Katayama N、Tajima O、Tomaru T.、et al.

The Simons Observatory: instrument overview

西蒙斯天文台：仪器概述

• DOI: 10.1117/12.2312985
• 发表时间: 2018
• 作者: Kusaka A