Hunting Axion Dark Matter with Protoplanetary Disk Polarimetry

用原行星盘偏振测量法寻找轴子暗物质

• 批准号: 21K18637
• 负责人: 當真 賢二
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18637/
• 关键词: 暗黒物質; アクシオン; 原始惑星系円盤; 偏光; 赤外線; 近赤外線

暗黒物質は、宇宙の進化において不可欠と考えられているにもかかわらず、その正体は全くの不明である。近年、素粒子論と宇宙構造形成論において最も活発に議論されている暗黒物質候補がアクシオンである。我々はアクシオンが光の偏光に影響することに着目し、原始惑星系円盤の偏光観測を用いてアクシオンを探査できるという全く新しい手法を2019年に提唱した。そしてSubaru望遠鏡で2011年に得られたAB Aurigaeの偏光データからアクシオンの存在に対しそれまでで最も 厳しい制限を導いている。原始惑星系円盤の観測手法が著しく発展していることも我々のアクシオン探査手法の強みである。本研究では、2011年以降の既存の良質な観測データの解析やアップグレードされたSubaru高精度偏光観測装置SCExAOによる観測を図り、制限の更新あるいはアクシオンの兆候を捕えることを目指す。またアクシオンエネルギーが振動することによる偏光角振動を抽出する解析手法を確立する。当該年度の成果として、前年度採択されたSubaruの高精度偏光観測装置SCExAO fast-PDI modeの観測計画に基づいて、観測を実行した。2022年4月に２晩、またその前にテスト的に2月に2晩、原始惑星系円盤TW Hyaを観測した。データ解析のために、機械学習による画像選別プログラムを開発し、それを使って偏光解析に使用できる画像を抽出できた。そしてfast-PDI modeの偏光解析のパイプラインの構築を進めた。次のシーズンの観測提案も採択され、2023年1月に観測したが、悪天候のため良いデータは取得できなかった。

Dark matter, the evolution of the universe, can not be examined, the body is not completely unknown In recent years, the theory of elementary particles and the theory of cosmic structure have been discussed in detail. We will explore new ways to improve the polarization of light in 2019. In 2011, the Subaru Telescope acquired the AB Aurigae Polarizer, which is the most powerful instrument in the world. The method of detection of primitive planetary system disk is very important. This study aims to improve the quality of the existing high-precision polarization measurement equipment SCExAO by 2011. The analysis method of polarization angle vibration extraction is established. When the results of this year's survey were completed, the survey was carried out in the base of the survey project of the high-precision polarization survey device SCExAO fast-PDI. April 2, 2022, before the date of February 2, the original star system TW Hya For example, if you want to use the image extraction method, you can use the image extraction method. The structure of polarization analysis in fast-PDI mode is further developed. In January 2023, the first test was conducted, and the second test was conducted.

项目成果

Polarization of light scattered by large dust aggregates: Implications for optical and near-infrared scattered light observations of protoplanetary disks

大尘埃聚集体散射光的偏振：对原行星盘光学和近红外散射光观测的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: M. Hashizume;N. Ioku;N. Ioku;N. Ioku;藤田智弘;田崎亮
• 通讯作者: 田崎亮

Polarimetric observation to hunt axion dark matter

偏振观测寻找轴子暗物质

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Hashizume;N. Ioku;N. Ioku;N. Ioku;藤田智弘
• 通讯作者: 藤田智弘