広天域・多帯域観測によるＣＭＢ偏光Ｂモードの探索とインフレーション理論の検証

通过宽空多波段观测寻找CMB偏振B模式并验证暴胀理论

• 批准号: 18J01831
• 负责人: 本多 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-18J01831/
• 关键词: CMB偏光; GroundBIRD; MKID; DAQ; 高速回転スキャン; MKIDs; ファーストライト; テイデ観測所; Bモード; Eモード

本研究では、GroundBIRD望遠鏡を用いて宇宙初期に生成された宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の偏光成分を精細に観測することによって、宇宙創成の解明に対する重要な知見をもたらすことが目的である。昨年度の観測地（スペイン テネリフェ島）でのインストール・初期観測を経て、本年度はCMB偏光の本格観測に向けて研究を推進した。特に、観測の核を担う超伝導検出器とそれに付随する読み出しDAQの開発を統括・主導した。DAQについては、本格観測に向けて十分なノイズ性能を達成しつつ、さらなる多ピクセルの読み出しに向けた発展的な研究まで踏み込んで開発を進めた。また、このDAQ系は実装のシンプルさから、GroundBIRDグループ外の超伝導検出器の研究開発を行うチームでも活用されている。検出器についても他の研究者と強く連携を図り、オランダのSRONと協力してGroundBIRDに搭載する素子作製プロジェクトを新たに立ち上げそれを主導した。検出器デザインや要求性能、望遠鏡の搭載に関する実装などで開発を進めるとともに、日本側での研究・議論を統括してオランダ側と共同で素子開発に取り組んだ。実際にGroundBIRD望遠鏡でのCMB観測までに至らなかったが、GroundBIRD初期観測に基づく実験感度を加味したシミュレーションを行い、QUIJOTE実験との統合解析によって本研究の題目にある「広天域・多帯域観測」での展望を示した。具体的には、大角度スケールの偏光（Eモード）から測定できる宇宙の再電離度パラメータについて、従来の観測実験と同等の感度が達成されることを確認した。前景放射成分を徹底的に抑制できる「広帯域・多帯域観測」によって、これまでにない高確度な結果を本研究で実現できる展望を得た。

这项研究旨在通过精确观察使用地面鸟望远镜在宇宙早期产生的宇宙微波背景辐射（CMB）的极化成分来提供对阐明太空创造的重要见解。在去年的观察地点（西班牙特内里费岛）安装和初步观察之后，今年我们促进了研究以完全观察CMB偏振光。特别是，他监督并领导了超导检测器的发展，该检测器将作为观察的核心以及随附的读数DAQ。关于DAQ，我们已经实现了足够的噪声性能来进行全面观察，并进行了高级研究，旨在阅读更多的多像素。此外，由于实施的简单性，该DAQ系统还由正在研究和开发超导检测器的地面鸟组以外的团队使用。我们还与其他研究人员紧密合作，并与荷兰的SRON合作，我们启动了一个新项目，以制造设备安装在地鸟中并领导该项目。该公司一直在设计其设计，需要性能和实施望远镜安装的设备，还监督了日本的研究和讨论，并与荷兰合作开发了设备的开发。尽管我们无法使用地鸟望远镜实际观察CMB，但我们根据初始地面鸟观测来考虑了实验灵敏度，并与Quijote实验进行了综合分析，显示了这项研究中标题为“宽空间和多次观测”的前景。具体而言，已经证实，与常规观察实验相同的敏感性可以实现宇宙的回离度参数，可以从大角度尺度极化（E模式）中测量。可以彻底抑制前景辐射组件的“宽带和多频率观测”，这为这项研究提供了前景，可以实现前所未有的高精度结果。

项目成果

CMB偏光観測実験“GroundBIRD”－天体を用いた初期観測と望遠鏡の性能評価

CMB偏振观测实验“GroundBIRD”——利用天体进行初步观测及望远镜性能评估

• 发表时间: 2020
• 作者: 本多俊介;他GroundBIRD Collaboration
• 通讯作者: 他GroundBIRD Collaboration

CMB偏光観測実験GroundBIRDにおける観測地インストールの進行状況

CMB偏振观测实验GroundBIRD观测场安装进展

• 发表时间: 2019
• 作者: 本多俊介;鈴木惇也 他
• 通讯作者: 鈴木惇也 他