宇宙マイクロ波背景放射の偏光の微妙な回転である複屈折を、より正確に測定する新しい方法を開発した。その分析によると、位相のあいまいさのため、複屈折角は従来の推定値である0.3度を超える可能性があるという。Physical Review Letters』誌に掲載されたこの研究結果は、ダークマターやダークエネルギーに関連する新しい物理の解明に役立つ可能性がある。
宇宙複屈折とは、ビッグバンの残光である宇宙マイクロ波背景(CMB)の偏光に観測されるかすかな回転のことである。最近の研究では、CMBのEB相関信号を通して、アクシオンのような粒子に関連する可能性のあるこの効果が検出された。以前の測定では、回転角度は約0.3度であったが、時計の針のように位相があいまいであるため、不確かさが残っていた。東京大学大学院理学系研究科の直川史浩博士候補とカブリ数物連携宇宙研究機構（Kavli IPMU）の並河俊哉特任准教授は、この不確かさを初めて定量化した。彼らの論文「nπ Phase Ambiguity of Cosmic Birefringence」は、Physical Review Letters (2026; 136(4), DOI: 10.1103/6z1m-r1j5)に掲載されている。直川助教授は、「時計のように、われわれが観測できるCMBは現在の状態にしかありません。したがって、0.3度、180.3度、360.3度といった回転角度は区別できないはずです。つまり、複屈折角は180度の位相アンビギュイティを持っているのです」。研究チームは、この曖昧さを解消するために、EB相関信号の詳細な形状を利用する技術を考案し、より大きな真の角度を明らかにする可能性がある。この進展は、宇宙の光学的深さに使われるEE相関測定にも影響し、宇宙再イオン化に関する過去の推定値の見直しを促した。同じくPhysical Review Letters誌（DOI: 10.1103/srfg-9fdy）に掲載された付随研究では、望遠鏡の誤差を軽減するために、超大質量ブラックホールによって駆動される電波銀河によって複屈折を検証することを提案している。サイモンズ天文台やLiteBIRDのような将来のミッションは、パリティを破る物理の検証を強化し、その恩恵を受けることになる。
