インフレーション探索を目的とした宇宙マイクロ波背景放射偏光観測のための超電導軸受を用いた偏光変調器実証器の開発現状

Demonstration model of a polarization modulator using a superconducting magnetic bearing for a CMB polarization satellite, LiteBIRD


松村 知岳, 桜井 雄基, 片山 伸彦, 菅井 肇 (東大); 金井 啓晃, 中村 正吾 (横浜国立大); 下村 俊貴, 廣田 幸真, 寺尾 悠, 大崎 博之 (東大); 今田 大皓, 山本 亮 (JAXA); 宇都宮 真 (東大); 片㘴 宏一 (JAXA); 鈴木 純一, 牧 宗慶 (KEK)


Abstract:宇宙初期にあったと提唱されているインフレーション仮説は、宇宙マイクロ波背景放射の偏光観測にて検証が可能であり、発見に向けて世界的にその観測が進められている。高感度観測の鍵となる観測機器の一つに偏光変調器がある。これは望遠鏡内の光学素子である半波長板を10K以下、3年間連続的に約1Hz程度で回転させることが要請される。これを限られた冷凍能力で実現するには機械式軸受では難しく、超電導磁気軸受は機械的摩擦を回避することで低温連続回転を実現できるシステムの候補として着目されている。我々は、インフレーション仮説の探索を目的とした将来科学衛星LiteBIRDへ搭載を目指した偏光変調器の実証器開発を進めている。実証器は直径約400mmのリング型永久磁石(NdFeB)および高温超伝導体(YBCO)により軸受を構成する。実証器全体はクライオスタットを用いて10K以下に冷却するため、常温にて低温保持機構を用いて保持し、高温超伝導体が臨界温度以下に到達しフィールドクーリングが実現後、保持機構により回転子を解放し、浮上を実現する。本講演では、実証器を構成する超電導軸受、保持機構、回転エンコーダーの実装を議論する 。さらに、現在進めている、回転特性及び熱特性評価の現状を紹介する。