次世代CMB実験の為の広帯域・極低温回転半波長板の開発
【研究分野】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
【研究キーワード】
宇宙背景輻射 / 宇宙背景放射実験 / 偏光観測 / 偏光変調器 / 半波長板 / 宇宙背景放射 / 宇宙マイクロ波背景放射 / 偏光 / ミリ波
【研究成果の概要】
宇宙初期の急激な加速膨張を予言するインフレーション仮説は、宇宙開闢後10のマイナス38乗秒、またエネルギースケールで10の16乗ギガエレクトロンボルトという極限の物理現象にもかかわらず、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の偏光観測により実験的な検証が可能である。日本では将来衛星計画LiteBIRD、またチリの地上望遠鏡POLARBEARやSimons Observatoryの計画が進められている。
本研究では、偏光変調器の開発を行なった。小型試作器による検証から始めて、衛星計画に適用できる実機サイズに近い、実証器を開発・検証し、インフレーション仮説の検証の実現性を示した。
【研究の社会的意義】
本研究では実証機を使って、（１） 大型化に伴う分割型リング磁石の磁場非一様性とそれに伴う発熱、（２） 慣性モーメント増加に対して上がる要求トルクとそれに伴う駆動系の発熱、（３） 駆動系及び波長板特性の非一様性が与える偏光特性に対する影響を調べ、（４） 重量増加による保持機構の機械構造設計を行なった。更に実機で使用可能な大型のサファイア半波長板の開発を企業と共同して行なった。
本研究の成果などによって、LiteBIRD衛星計画がJAXAの中型科学衛星第二号機として認められた。
【研究代表者】