最先端マイクロ波観測で探る原始重力波と新たな時間軸天文学の開拓

通过尖端微波观测探索原始引力波和新时间轴天文学的发展

• 批准号: 21K03585
• 负责人: 茅根 裕司
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization (2022)The University of Tokyo (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03585/
• 关键词: 解析; アクシオン; 暗黒物質; 宇宙マイクロ波背景放射; マイクロ波観測; データ解析; 背景放射; 宇宙論; 重力波; インフレーション; 時間軸天文学; 観測的宇宙論; 原始重力波

現在、時間軸に着目した宇宙観測データの活用が注目されている。その中でも本研究では、マイクロ波帯での観測における時間軸解析に焦点を当てて研究を進めてきた。特に、これまでに宇宙マイクロ波背景放射の直線偏光が時間振動することで探索が可能な、Axion-like particle (ALP)の研究を進めている。POLARBEAR実験は2012年から2017年まで南米チリ・アタカマ砂漠から宇宙マイクロ波の観測を行なってきた。研究代表者は観測当初から観測データの解析を主導してきた。本研究ではこれまでにvalidationを完了した「重力レンズ起源信号」に特化した小スケール観測データを活用したデータ解析を進めてきた。2022年度ではその解析を終え、ALPに制限を課すことに成功した（mass range: 9.6e-22<m_phi<2.2e-20 eV; coupling: g_phi-gamma<2.4e-11 GeV^(-1)x(m_phi/1e-21 eV)）。同時に、POLARBEAR実験のupgrade実験であるSimons Arrayを使ったマイクロ波背景放射観測を進めている。安定した観測実現のためにこれまでに、観測・装置を遠隔地からモニタリングできる"LiveMonitor"システムの開発をおこなってきた。

当前，使用关注时间轴的空间观察数据引起了人们的注意。其中，这项研究集中于时间轴分析，以进行微波频带的观测。特别是，我们一直在研究轴突样粒子（ALP），该粒子允许通过宇宙微波背景辐射的时变线性偏振光进行搜索。极性靠极的实验从2012年到2017年对南美智利阿塔卡马沙漠的宇宙微波进行了观察。主要研究者从观察开始就一直领先于观察到的数据分析。这项研究一直使用已完成验证的“重力镜头信号”专门用于“重力镜头信号”的小型观察数据进行数据分析。在2022财年中，分析完成并成功实施了限制（质量范围：9.6e-22 <m_phi <2.2e-20-20 eV；耦合：g_phi-gamma <2.4e-11 gev^（-1）x（m_phi/1e-21 ev））。同时，我们正在使用Simons Array进行微波背景辐射的观察，这是极性篮板实验的升级实验。为了实现稳定的观察，我们一直在开发一个“尸体”系统，该系统允许对观测和设备进行远程监视。

项目成果

Improved Upper Limit on Degree-scale CMB B-mode Polarization Power from the 670 Square-degree POLARBEAR Survey

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac6809
• 发表时间: 2022-03
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: T. P. C. S. Adachi;T. Adkins;M. A. O. A. Fa'undez-M.-A.-O.-A.-Fa'undez-2089852550;K. Arnold;C. Baccigalupi;D. Barron;S. Chapman;K. Cheung;Y. Chinone;K. Crowley;T. Elleflot;J. Errard;G. Fabbian;C. Feng;T. Fujino;N. Galitzki;N. Halverson;M. Hasegawa;M. Hazumi;H. Hirose;L. Howe;J. Ito;O. Jeong;D. Kaneko;N. Katayama;B. Keating;T. Kisner;N. Krachmalnicoff;A. Kusaka;A. Lee;E. Linder;A. I. Lonappan;L. Lowry;F. Matsuda;T. Matsumura;Y. Minami;M. Murata;H. Nishino;Y. Nishinomiya;D. Poletti;C. Reichardt;C. Ross;Y. Segawa;Praweeen Siritanasak;R. Stompor;A. Suzuki;O. Tajima;S. Takakura;S. Takatori;D. Tanabe;G. Teply;K. Yamada;Y. Zhou

Synergies between ALMA/LST and wide-field high-cadence CMB surveys

ALMA/LST 与广域高频率 CMB 调查之间的协同作用

• 发表时间: 2022
• 作者: K.Abe;T.Ishida;Y.Oyama et al.;茅根裕司
• 通讯作者: 茅根裕司

CMB-S4: Forecasting Constraints on Primordial Gravitational Waves

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac1596
• 发表时间: 2020-08
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: The CMB-S4 Collaboration Kevork Abazajian;G. Addison;Peter Adshead;Z. Ahmed;D. Akerib;Aamir Ali;S. Allen;D. Alonso;M. Alvarez;M. Amin;A. Anderson;K. Arnold;P. Ashton;C. Baccigalupi;D. Bard;D. Barkats;D. Barron;P. Barry;J. Bartlett;R. Thakur;N. Battaglia;R. Bean;C. Bebek;A. Bender;B. Benson;F. Bianchini;C. Bischoff;L. Bleem;J. Bock;S. Bocquet;K. Boddy;J. Bond;J. Borrill;F. Bouchet;T. Brinckmann;Michael L. Brown;S. Bryan;V. Buza;K. Byrum;Carlos Hervias Caimapo;E. Calabrese;Victoria Calafut;R. Caldwell;J. Carlstrom;J. Carron;T. Cecil;A. Challinor;C. Chang;Y. Chinone;Hsiao-mei Cho.;A. Cooray;W. Coulton;T. Crawford;A. Crites;A. Cukierman;F. Cyr-Racine;T. Haan;J. Delabrouille;M. Devlin;E. D. Valentino;M. Dierickx;M. Dobbs;S. Duff;J. Dunkley;C. Dvorkin;J. Eimer;T. Elleflot;J. Errard;T. Essinger-Hileman;G. Fabbian;C. Feng;S. Ferraro;J. Filippini;R. Flauger;B. Flaugher;A. Fraisse;A. Frolov;N. Galitzki;P. Gallardo;S. Galli;K. Ganga;M. Gerbino;V. Gluscevic;N. Goeckner-wald;D. Green;D. Grin;E. Grohs;R. Gualtieri;J. Gudmundsson;I. Gullett;N. Gupta;S. Habib;M. Halpern;N. Halverson;S. Hanany;K. Harrington;M. Hasegawa;M. Hasselfield;M. Hazumi;K. Heitmann;S. Henderson;B. Hensley;C. Hill;J. Hill;R. Hložek;S. Ho;T. Hoang;G. Holder;W. Holzapfel;J. Hood;J. Hubmayr;K. Huffenberger;H. Hui;K. Irwin;O. Jeong;Bradley R. Johnson;W. Jones;Jae Hwan Kang;K. Karkare;N. Katayama;R. Keskitalo;T. Kisner;L. Knox;B. Koopman;A. Kosowsky;J. Kovac;E. Kovetz;S. Kuhlmann;C. Kuo;A. Kusaka;A. Lahteenmaki;C. Lawrence;Adrian T. Lee;A. Lewis;Dale Li;E. Linder;M. Loverde;A. Lowitz;P. Lubin;M. Madhavacheril;A. Mantz;G. Marques;F. Matsuda;P. Mauskopf;H. McCarrick;J. McMahon;P. Meerburg;J. Melin;F. Menanteau;Joel Meyers;M. Millea;J. Mohr;L. Moncelsi;M. Monzani;T. Mroczkowski;S. Mukherjee;J. Nagy;T. Namikawa;F. Nati;T. Natoli;L. Newburgh;M. Niemack;H. Nishino;B. Nord;V. Novosad;R. O’Brient;S. Padin;S. Palladino;B. Partridge;D. Petravick;E. Pierpaoli;L. Pogosian;K. Prabhu;C. Pryke;G. Puglisi;B. Racine;A. Rahlin;M. S. Rao;M. Raveri;C. Reichardt;M. Remazeilles;G. Rocha;N. Roe;A. Roy;J. Ruhl;M. Salatino;B. Saliwanchik;E. Schaan;A. Schillaci;B. Schmitt;M. Schmittfull;D. Scott;N. Sehgal;S. Shandera;B. Sherwin;E. Shirokoff;S. Simon;A. Slosar;D. Spergel;T. S. Germaine;S. Staggs;A. Stark;G. Starkman;R. Stompor;C. Stoughton;A. Suzuki;O. Tajima;G. Teply;K. Thompson;B. Thorne;P. Timbie;M. Tomasi;M. Tristram;G. Tucker;C. Umilta;A. V. Engelen;E. Vavagiakis;J. Vieira;A. Vieregg;K. Wagoner;B. Wallisch;Gensheng Wang;S. Watson;B. Westbrook;N. Whitehorn;Edward J. Wollack;W. L. K. Wu;Zhilei Xu;H. Yang;S. Yasini;V. Yefremenko;K. Yoon;E. Young;Cyndia Yu;A. Zonca

インフレーション起源Bモード検出に向けたE/Bモード分手法の開発

开发用于检测源自膨胀的B模式的E/B模式分量方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 茅根裕司

UCB/UCSD/LBNL(米国)

UCB/UCSD/LBNL（美国）