ＰＯＬＡＲＢＥＡＲ２による宇宙背景放射偏光観測を用いたインフレーション理論の検証

使用 POLARBEAR2 进行宇宙背景偏振观测验证暴胀理论

• 批准号: 13J03626
• 负责人: 井上 優貴
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J03626/
• 关键词: 宇宙論; CMB; 原始重力波; マイクロ波; 低温; 電波; 観測的宇宙論; 実験的宇宙論; 宇宙マイクロ波背景放射; ミリ波; サブミリ波; B-MODE

本研究は宇宙マイクロ波背景放射の偏光パターン"Bモード"を観測する事によって、初期宇宙の探索を行う事を目的とした研究である。本研究ではPOLARBEAR-2実験と呼ばれるBモードの偏光パターンをチリで精密観測する実験に参加し、精密観測に必要不可欠な受信器システムの開発を行った。私たちの受信器システムは7588個のTESボロメーターを搭載する事で大統計観測を実現する。さらに95GHzと150GHzの周波数帯で測定を行う事で系統誤差を抑制できる。このシステムは、従来の装置の延長技術による実現は困難である事が知られている。特に受信器システムを実現する為には、大型口径の受信器システムを支える低温屈折光学系の構築と、綿密な熱設計が必要不可欠である。報告者は特にこれらの問題に取り組み、これらの技術を実現した。まず、報告者は屈折光学系のレンズ素材の実測定を行うことでアルミナ光学系の選定に強く貢献した。報告者は実際にアルミナのレンズを３枚開発し、光学試験を行う事で技術実証した。そして、アルミナ光学系の性能を大幅に向上する為に、新しい反射防止膜の開発を行い実現した。これら一連の技術は論文および国際会議で発表した。さらに、綿密な熱設計を構築する為に必要不可欠な赤外線防止フィルターを新しく開発した。従来の赤外線防止フィルターはプラスチックが使用されて来たが、大型システムではフィルター自身の温度上昇が見られる事が知られていた。そこで報告者は従来の1000倍の熱伝導率を持つアルミナ赤外線防止フィルターを開発する事に成功した。これらの一連の技術は海外の他の実験でも採用されており、大型口径の実現する為のスタンダード技術の構築に貢献した。これらの素子は実際の装置に装着し、プロトタイプの検出器を用いた統合試験で十分な性能を持つ事を実証した。これら一連の評価を行う事で受信器システムの実現を達成した。

This study aims to detect the polarization of the background radiation of the universe and explore the early universe. In this study, the development of the PolarBEAR-2 polarization sensor system was studied. 7588 TES were recorded in the private receiver system. The frequency band between 95GHz and 150GHz is measured and the system error is suppressed. This system is very difficult to realize because of the extension technology of the device. Special receiver system design is necessary for the construction of low-temperature refractive optical system, large-aperture receiver system The reporter asked questions about the group and the technology. The reporter made a strong contribution to the selection of refractive optical systems. The reporter reported three developments in the field of optical testing and technical verification. The performance of the optical system has been greatly improved, and the development of new anti-reflection films has been realized. A series of technical papers were presented at international conferences. In order to prevent the development of infrared radiation, it is necessary to design and construct a compact structure. The incoming infrared ray prevents the temperature rise of the body from being detected by the user. The reporter successfully developed the infrared ray prevention system with a thermal conductivity of 1000 times. This technology has contributed to the construction of technology by adopting and implementing large-scale technologies overseas. This is the first time that the device has been installed, installed, and tested. This series of reviews has been carried out and the implementation of the trusted system has been achieved.

项目成果

MODELING ATMOSPHERIC EMISSION FOR CMB GROUND-BASED OBSERVATIONS

• DOI: 10.1088/0004-637x/809/1/63
• 发表时间: 2015-01
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: J. Errard;P. Ade;Y. Akiba;K. Arnold;M. Atlas;C. Baccigalupi;D. Barron;D. Boettger;J. Borrill-J.-Borril

KEK CMB

KEK中巴

Macgill University(カナダ)

麦吉尔大学（加拿大）

Thermal and optical characterization for POLARBEAR-2 optical cryostat

POLARBEAR-2 光学低温恒温器的热学和光学特性

• 发表时间: 2014
• 作者: Y. Inoue;P.A.R. Ade;Y. Akiba;K. Arnold;A.E. Anthony;M. Atlas;D. Barron;A. Bender;D. Boettger;J. Borrill;S. Chapman;Y. Chinone;A. Cukierman;M. Dobbs;T. Elleflot;J. Errard;G. Fabbian;N. Stebor,C. Feng;A. Gilbert (他 48 名)
• 通讯作者: A. Gilbert (他 48 名)

POLARBEAR constraints on cosmic birefringence and primordial magnetic fields

• DOI: 10.1103/physrevd.92.123509
• 发表时间: 2015-12-08
• 期刊: PHYSICAL REVIEW D
• 影响因子: 5
• 作者: Ade, Peter A. R.;Arnold, Kam;Zahn, Oliver
• 通讯作者: Zahn, Oliver