宇宙背景放射の偏光観測を通した超高エネルギー物理の研究

宇宙背景辐射偏振观测超高能物理研究

• 批准号: 18J01039
• 负责人: 安達 俊介
• 金额: $ 2.58万
• 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: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01039/
• 关键词: 宇宙マイクロ波背景放射; 角度較正; 初期宇宙; 検出器角度較正; CMB偏光観測

本年度はSimons Observatory(SO)実験での初観測を目指して、3台設置する望遠鏡のうち、2、3台目の望遠鏡の部品製造をおこなった。本研究者はその中でも電波吸収体といって、望遠鏡の内壁に搭載し望遠鏡外部から入ってくる余分な光を吸収する素子を作製した。これは地上放射からくるノイズを落とし、望遠鏡のノイズレベルを決めるのに非常に重要である。 2、3台目の内壁の広い面積をカバーするために、大量生産体制を整える必要があったが、作成手順をマニュアル化して複数人体制で、適切にスケジュール管理をすることで必要な量の作製を達成した。また、電波吸収体に関しては今回作製したものの性能で満足せず、さらに吸収能力の高い電波吸収体が作製できないかと考え、素材の最適化をおこなった。従来まで使っていた素材を変更し、これまでより特に低周波(~50GHz)で 1桁以上反射率が低い電波吸収体を開発できた。ワイヤーを用いた望遠鏡の偏光角度応答性の較正にも取り組んだ。SO 実験では、来年度の望遠鏡の設置に向けて較正装置の製造に取りかかっている。この較正装置ではワイヤーの方向を変えるモーターやその位置を読み取るエンコーダ、較正時と宇宙観測時で較正装置自体を移動するための電動アクチュエータなど多岐にわたる電動デバイスが組み込まれており、それらを統合的に制御する電子機器が必要になる。本年度はその電子機器をまとめたエレクトロニクスボックスの開発に注力し、設計・開発を完了した。現在動いているSimons Array実験でもワイヤーを用いた較正をおこなっており、年度末に望遠鏡が安定してデータが取れるようになったので、1年目に開発したワイヤー較正装置を用いてデータを取得した。データを取得したのが年度末間際だったために、検出器の評価までは進められなかったものの、今後このデータの解析をして角度較正をおこないたい。

今年，为了在Simons天文台（SO）实验中进行首次观察，我们在安装的三个望远镜中为第二或第三个望远镜制造了零件。其中，研究人员创建了一个无线电波吸收器，该设备安装在望远镜的内壁上，并吸收望远镜外部的多余光线。这对于降低地面辐射的噪声和确定望远镜的噪声水平非常重要。有必要建立一个批量生产系统来覆盖第二和第三单元的大面积，但是通过手动设置创建程序并与多个人进行适当管理时间表，我们实现了必要的生产量。此外，无线电波吸收器的性能不满意无线电波吸收器，我们决定优化材料，因为我们认为我们可以产生具有更高吸收能力的无线电波吸收器。通过更改迄今为止所用的材料，我们能够开发出多个数量级的反射率较低的无线电吸收器，尤其是在较低的频率（〜50GHz）下。我们还致力于使用电线校准望远镜的极化角响应。 SO实验将开始制造明年望远镜安装的校准设备。该校准设备结合了各种电动设备，例如改变电线方向的电动机，读取其位置的编码器以及在校准和空间观测过程中移动校准设备本身的电动执行器，并且需要可以集成到这些设备中的电子设备。今年，我们专注于开发一个电子框来编译这些电子设备并完成设计和开发。当前运行的Simons阵列实验还用于使用电线进行校准，并且由于望远镜能够在财政年度结束时稳定捕获数据，因此使用第一年开发的电线校准设备获取了数据。尽管我们无法进行检测器评估，因为数据是在财政年度结束时获取的，但我们希望在将来分析这些数据并执行角度校准。

项目成果

A Measurement of the CMB E-mode Angular Power Spectrum at Subdegree Scales from 670 Square Degrees of POLARBEAR Data

670 平方度 POLARBEAR 数据的亚度尺度 CMB E 模式角功率谱测量

• DOI: 10.3847/1538-4357/abbacd
• 发表时间: 2020
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Yuta Manabe;Kunihiro Morishima;Akira Nishio;Mitsuaki Kuno;Kotaro Higata;Ami Sakakibara;Nobuko Kitagawa;Adachi S. et al.
• 通讯作者: Adachi S. et al.

A Novel Production Method of Millimeter- wave Absorber by a 3D-printed Mold

3D打印模具制造毫米波吸波器的新方法

• 发表时间: 2019
• 作者: Fujie Shumpei;Hasegawa Natsuki;Sanada Kiyoshi;Hamaoka Takafumi;Maeda Seiji;Padilla Jaume;Martinez-Lemus Luis A.;Iemitsu Motoyuki;S. Adachi
• 通讯作者: S. Adachi