研究者業績
基本情報
- 所属
- 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 宇宙物理学研究系東京大学 大学院理学系研究科 天文学専攻
- J-GLOBAL ID
- 200901049964309113
- researchmap会員ID
- 5000001980
- 外部リンク
研究キーワード
5経歴
1-
2017年10月 - 現在
主要な論文
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Applied Optics 2024年8月8日
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Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 9(02) 2023年4月19日
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Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 9(02) 2023年4月12日
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Progress of Theoretical and Experimental Physics 2023(4) 2022年11月21日Abstract LiteBIRD, the Lite (Light) satellite for the study of B-mode polarization and Inflation from cosmic background Radiation Detection, is a space mission for primordial cosmology and fundamental physics. The Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) selected LiteBIRD in May 2019 as a strategic large-class (L-class) mission, with an expected launch in the late 2020s using JAXA’s H3 rocket. LiteBIRD is planned to orbit the Sun–Earth Lagrangian point L2, where it will map the cosmic microwave background polarization over the entire sky for three years, with three telescopes in 15 frequency bands between 34 and 448 GHz, to achieve an unprecedented total sensitivity of $2.2\, \mu$K-arcmin, with a typical angular resolution of 0.5○ at 100 GHz. The primary scientific objective of LiteBIRD is to search for the signal from cosmic inflation, either making a discovery or ruling out well-motivated inflationary models. The measurements of LiteBIRD will also provide us with insight into the quantum nature of gravity and other new physics beyond the standard models of particle physics and cosmology. We provide an overview of the LiteBIRD project, including scientific objectives, mission and system requirements, operation concept, spacecraft and payload module design, expected scientific outcomes, potential design extensions, and synergies with other projects.
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Space Telescopes and Instrumentation 2022: Optical, Infrared, and Millimeter Wave 2022年8月27日
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Space Telescopes and Instrumentation 2022: Optical, Infrared, and Millimeter Wave 2022年8月27日
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SPACE TELESCOPES AND INSTRUMENTATION 2022: OPTICAL, INFRARED, AND MILLIMETER WAVE 12180 2022年
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Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 11453 2020年
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Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 11453 2020年
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IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology 9(6) 598-605 2019年11月 査読有り
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Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 5(4) 2019年10月1日 査読有り
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Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 10698 2018年 査読有り
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IEEE Transactions on Applied Superconductivity 25(3) 2015年6月1日 査読有り
MISC
218講演・口頭発表等
78-
電子情報通信学会技術研究報告 = IEICE technical report : 信学技報 2014年1月23日
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電子情報通信学会技術研究報告. SCE, 超伝導エレクトロニクス 2014年1月16日我々は、宇宙マイクロ波背景放射観測衛星LiteBIRDや南極望遠鏡に搭載するミリ波、サブミリ波を直接検出する超伝導共振器(Microwave Kinetic Inductance Detector,MKID)の開発を進めている。MKIDに入射した光子のエネルギーが超伝導体のギャップエネルギーより大きいとき、超伝導体中のクーパー対を破壊し準粒子が生じるため、力学的インダクタンスが変化する。この変化により共振器の共振周波数が変わり、MKIDはこの共振周波数の変化を以って光子を検出する。これまでは、ミリ波を検出するために、転移温度が1.2K、ギャップエネルギーが〜90GHzのアルミニウムを用いていた。ニオブ層の上にアルミ層をのせた積層型のMKIDを用いることで、近接効果によりアルミニウム膜よりも高い転移温度が得られる積層型MKIDをリフトオフにより製作した。またこの積層型のMKIDのQ値の温度依存性はアルミニウム、ニオブ単層膜と異なる振る舞いをした。
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電子情報通信学会技術研究報告. SCE, 超伝導エレクトロニクス 2014年1月16日超伝導ギャップ内状態を占有する準粒子の存在を仮定した理論を提案し、超伝導体の表面抵抗の過剰成分や超伝導共振器のQ値のの解析を行った。ギャップ内の準粒子状態密度はギャップエネルギを複素数とすることにより記述でき、これを用いてMattis-Bardeen方程式を複素積分化することにより表面抵抗を求めた。こうして求めたNbN超伝導薄膜の表面抵抗やNb空洞共振器のQ値は実験値を良く説明できることが明らかになった。また、Al薄膜共振器中の残留準粒子数は、トンネル接合のI-V特性のフィッティングから求めた準粒子状態密度を用いて求めた準粒子数と定量的に一致することが明らかになった。
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Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 2014年1月1日© 2014 SPIE. We have been developing a lens-integrated superconducting camera for millimeter and submillimeter astronomy. High-purity silicon (Si) is suitable for the lens array of the Microwave Kinetic Inductance Detector (MKID) camera due to the high refractive index and the low dielectric loss at low temperature. The camera is antenna-coupled Al coplanar waveguides on a Si substrate. Thus the lens and the device are made of the same material. We report a fabrication method of 721 pixel Si lens array with anti-reflection coating. The Si lens array was fabricated with an ultra-precision cutting machine. It uses TiAlN coated carbide end mills attached with a high-speed spindle. The shape accuracy was less than 50 μm peak-to-valley and the surface roughness was Ra 1.8 μm. The mixed epoxy was used as anti-reflection coating to adjust the refractive index. It was shaved to make the thickness of 185 μm for 220 GHz. Narrow grooves were made between the lenses to prevent cracking due to different thermal expansion coefficients of Si and the epoxy. The surface roughness of the anti-reflection coating was Ra 2.4 ∼ 4.2 μm.
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電子情報通信学会技術研究報告. SANE, 宇宙・航行エレクトロニクス 2008年6月19日ALMA(Atacama Large Millimeter Submillimeter Array)は、日本・北米・欧州が国際協力により、南米チリのアタカマ砂漠(標高5000m)に建設する大型のミリ波サブミリ波干渉計である。超高精度(鏡面精度20μm r.m.s.以下)サブミリ波アンテナ12m鏡および7m鏡を計80台設置し、ハッブル宇宙望遠鏡やすばる望遠鏡の角度分解能〜0.1秒角を上回る0.01秒角を達成する。観測周波数30GHz-950GHzを大気の窓に対応した10個の周波数バンドに分割し、それぞれをカートリッジ型受信機でカバーする。ALMAの観測装置は、日本・北米・欧州がそれぞれの最先端技術や英知を結集して開発している。本講演では、日本が担当する低雑音の超伝導サブミリ波受信機の開発について紹介する。既存のミリ波干渉計に比べて2桁高い性能をもつALMAは、2010年より数素子にて部分運用をおこない、2012年より本格的な観測が始まる。
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電子情報通信学会技術研究報告. SANE, 宇宙・航行エレクトロニクス 2004年6月18日ALMA (Atacama Large Millimeter Submillimeter Array)計画は、日本・北米・欧州が国際協力により、南米チリのアタカマ砂漠に建設する大型ミリ波サブミリ波干渉計である。建設予定地は標高5000mの高地で、比較的平坦な上地で、直径14kmに分布する干渉計の建設が可能である。超高精度(鏡面精度20μm r.m.s.以下)サブミリ波アンテナ12m鏡および7m鏡を合計80台設置し、ハッブル宇宙望遠鏡やすばる望遠鏡の角度分解能〜0.1秒角を上回る0.01秒角を達成する。観測周波数30GHz-950GHzを大気の窓に対応した10個の周波数バンドに分割し、それぞれをカートリッジ型受信機でカバーする。ALMAの装置は、日本・北米・欧州がそれぞれの最先端技術や英知を結集して開発している。本講演では、日本が担当する超伝導サブミリ波受信機の開発や光電気変換デバイスを用いた干渉計用参照信号源(Photonic Local Oscillator)などの装置開発についても紹介する。その結果、既存のミリ波干渉計に比べて2桁高い性能をもつ。ALMAは2007年より数素子にて部分運用をおこない、2012年より本格的な観測が始まる。
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電子情報通信学会総合大会講演論文集 2004年3月8日
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電子情報通信学会技術研究報告. A・P, アンテナ・伝播 2004年1月16日サブミリ波アンテナとして広帯域,高利得かつ低損失コルゲートアンテナの設計を行ったので報告する.従来からコルゲートホーンアンテナは放射パターンの対称性が良く,交差偏波が非常に小さいことが知られているため,電波望遠鏡等の低損失アンテナとして用いられてきた.しかし,円形ホーンアンテナの内側に単純にコルゲーションと呼ばれる溝を施すだけでの設計では,広帯域において高効率かつ低交差偏波特性を有するアンテナ設計は容易ではない.特に電波天文学において観測に用いるサブミリ波電波望遠鏡の受信機ホーンに必要な性能を有する設計は非常に困難であった.我々は,コルゲートホーンアンテナの給電部とフレア部の間に独特のモード変換部を設ける事により,非常に高性能なサブミリ波ホーンアンテナを設計することができたので報告する.
共同研究・競争的資金等の研究課題
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年6月 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4月 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 2023年4月 - 2027年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A) 2017年4月 - 2021年3月
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日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型) 2015年6月 - 2020年3月
社会貢献活動
1● 指導学生等の数
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年度2021年度(FY2021)博士課程学生数1修士課程学生数1インターンの人数9
● 指導学生の表彰・受賞
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指導学生名高倉隼人所属大学東京大学受賞内容(タイトル、団体名等)B-mode from space受賞年月日2019-12-5
● 専任大学名
1-
専任大学名東京大学(University of Tokyo)