Search for primordial gravitational wave by CMB telescopes, Simons Observatory

西蒙斯天文台 CMB 望远镜搜寻原初引力波

基本信息

批准号：
22KJ1643
负责人：
清野結大
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1643/
关键词：
CMB 宇宙背景放射インフレーション原始重力波超伝導検出器 TES

项目摘要

本研究では宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の精密測定による、原始重力波やニュートリノ質量和の観測に挑む。物理情報はCMBの強度や偏光の分布に刻印される。私は史上最大の望遠鏡群によるCMB実験Simons Observatoryに参加し、これら物理を網羅する測定を行う。観測で重要となるのは、超伝導光検出器の開発と、その較正装置の開発である。計十万チャンネルにも及ぶ超伝導検出器を100mKの極低温で動作させ、さらに環境ノイズで敏感に変化する応答性を、観測中に較正することが精密測定の肝となる。本年度は検出器作成を行っているプリンストン大学で研究を開始し、検出器の開発を推し進めた。検出器assembryひとつあたり1万以上のワイヤーボンディングの線を有する検出器を、組み立て・冷却試験・ショートの有無や応答性能の評価・ショートの修理・再試験といったサイクルで着実に作成を進めてきた。現在約半数の２６個のassemblyを完成させた。さらに超伝導検出器のゲイン較正装置も作成した。700℃で黒体放射するヒーターが光源の較正装置で、高速回転するchopperと組み合わせて、検出器のゲインや時定数を較正する。制御システムのエレクトロニクスも合わせて作成し、現在回転機構やヒーター等の動作試験を進めている。

这项研究将通过精确测量宇宙微波背景辐射（CMB）来解决原始重力波和中微子质量总和的观察。物理信息刻在CMB的强度和极化分布上。我将使用有史以来最大的望远镜组参加Simons天文台CMB实验，并将进行涵盖这些物理学的测量。观察的关键是超导光电探测器的发展和校准装置的开发。精确测量的关键是操作一个超导检测器，该检测器跨越100,000 MK的极低通道，并校准由于观察过程中环境噪声而敏感的响应能力。今年，我们开始在普林斯顿大学进行研究，在那里进行了检测器生产，并促进了检测器的发展。我们在使用诸如组装，冷却测试，短路测试，响应性能评估，修复和重新测试短路的循环的情况下创建了探测器，以创建超过10,000个探测器组件的电线键合成探测器。目前，大约一半的组件已经完成，另外，为超导检测器创建了增益校准器。在700°C下辐射加热器的黑体是一种光源校准器，结合了高速旋转的斩波器，可以校准检测器的增益和时间常数。还创建了控制系统的电子设备，目前正在进行旋转机制，加热器等的操作测试。