世界で初めてのミリ波干渉計

The First mm-wave Interferometer for Astronomy in the world 1960-70s

  


The millimeter-wave interferometry plays an essential role in the 
high-resolution radio astronomical observations with modern facilities 
such as ALMA, EHT, etc., as well as in millimeter phased arrays.

In astronomy, the ultimate integration of mm-wave heterodyne and interferometry 
had the following importance, which was the aid of launching "A-ken" 
(Astronomy Laboratory) at Nagoya University in 1968:

1. Highest-resolution imaging and spectroscopy are possible due to the 
shortest wavelength in the radio domain using the heterodyne technique.

2. The mm-wave is transparent to the microwave-opaque circumstances 
such as the circum black-hole and nuclear regions to resolve them in galactic and 
extragalactic astronomy and the chromosphere and active regions in solar physics.

3. A wealth of interstellar molecular lines are observable for ISM physics, 
chemistry, star/planet formations, and galactic dynamics and evolution.

The experiment of mm-wave interferometry was initiated in the 1960's 
by Kin-aki Kawabata and Yoshiaki Sofue at Nagoya University.
They designed the world's first millimeter wave interferometer for 
astronomy based on experiments at 70 and 35 GHz, constructed an 
8-element 35 GHz interferometer with the maximum baseline of 16 m 
for solar observations in 1970-1971, and published several papers on 
radio bursts and chromosphere physics of the Sun. The Nagoya mm-wave 
interferometer was further developed to have 16 elements (32 m), 
joined by Hideo Ogawa, and was operated until the 1980's.


ミリ波干渉計は、ALMA、EHTなどの最新施設を用いた高解像度電波天文観測や、
ミリ波フェーズドアレイにおいて重要な役割を果たしています。
天文学において、ミリ波ヘテロダインと干渉計の究極の統合は、次のような
研究において本質的です。

1. ヘテロダイン技術を用いることで、電波領域で最も短い波長を実現し、
最高分解能の撮像と分光観測が可能になります。

2. ミリ波は、ブラックホール周辺や核領域といったマイクロ波が不透明な領域を
透過するため、銀河系および銀河系外天文学ではこれらの領域を分解し、
太陽物理学では彩層や活動領域を解析することができます。

3. 豊富な星間分子線は、星間物理学、化学、恒星・惑星形成、銀河のダイナミクスと
進化の研究に利用することができます。

ミリ波干渉計の実験は、1968年に名古屋大学物理学教室に「A研」を設立する
目標として、河ばた公昭と祖父江義明によって開始されました。彼らは70GHzと
35GHzでの実験に基づいて、世界初の天文学用ミリ波干渉計を設計開発建設し、
1970-1972年に最大基線長16mの8素子35GHz干渉計を完成させ運用して、太陽電波
バーストや彩層物理学に関するいくつかの論文を発表しました。名古屋ミリ波干渉計は
さらに16素子(32m）に改良され、小川英夫氏らも加わり、1980年代まで運用されました


1972 Kawabata and Sofue PASJ: 35GHz Interferometer 
1973 Kawabata, Sofue, et al.  Sol.Phys: 35GHz Interferometer
1974 Kawabata et al PASJ: 35GHz Interferometer
1974 Ogawa et al PASJ: 35GHz Interferometer