Ohashi, Ishisaki, Ezoe group in Tokyo Metropolitan University, X-ray Astronomy & Astrophysics

装置開発

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超伝導遷移端検出器(TES)

超伝導遷移端検出器(Transition Edge sensor: TES)超伝導体が常伝導体に遷移する際の急峻な抵抗値の変化を利用して、X線光子のエネルギーを超高精度で測定する検出器である。首都大学宇宙物理実験室は、宇宙科学研究所、金沢大学等の国内外の研究機関や大学と協力して、TES検出器の開発を行っています。

tes-ishisaki

これまでよく用いられてきたシリコン検出器は、エネルギー分解能が約120eVなのに対して、TES検出器ではそれを一桁以上も上回ることができます。これまでに様々なサイズやピクセル数やプロセス方法などを試してきました。
tes

より優れた安定した性能を目指して、現在も鋭意研究を続けています。最先端の実験技術(超伝導物性、極低温実験技術、マイクロマシーン技術など)を駆使して、自分の手で制作し、性能評価まで行うことを目指しています。

MEMSミラー

宇宙X線望遠鏡には、X線に対する物質の屈折率は1よりもわずかに小さいため、1°以下で入射させる全反射を利用した斜入射光学系が一般的に用いられています。現在の製法(研磨法、レプリカ法、フォイル法等)では、重量が大きくなり、打ち上げコストも甚大になります。そこで、私たちは最先端の技術を駆使して、軽くて性能のよいX線望遠鏡の開発に挑戦しています。

マイクロマシン技術、いわゆるMEMS(Micro Electro Mechanicl Systems: メムスと発音)技術をX線ミラーに応用してます。MEMSとは、シリコンをはじめとする半導体などをミクロン(1mmの1000分の1)サイズで加工する技術のことです。

実際に光学系として設計および製作したところ、ほぼ予想通りのイメージの取得することができました。これによりMEMSの製作技術を用いれば原理的に世界最軽量なX線光学系が達成できることを実証しました(江副他2006等)。

mems

 

現在は、いよいよ宇宙応用に向けて開発を進めています。GEO-X衛星(地球磁気圏可視化衛星)等の具体的な衛星ミッションの検討を進め、2020年前後での宇宙応用を目指しています。

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