地上実験によるaxion探索

• Project/Area Number: 02452022
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 核・宇宙線・素粒子
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 蓑輪 眞 東京大学, 理学部, 助教授 (90126178)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今村 峯雄 東京大学, 原子核研究所, 助教授 (10011701)
• Project Period (FY): 1990
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1990)
• Budget Amount: ¥6,600,000 (Direct Cost: ¥6,600,000); Fiscal Year 1990: ¥6,600,000 (Direct Cost: ¥6,600,000)
• Keywords: Axion / 暗黒物質 / ダ-クマタ-

Research Abstract

宇宙暗黒物質の有力候補であるaxionを,既存の地上実験(宇宙物理や宇宙論の仮説に依拠しない実験)よりも,axionの崩壊定数にして一桁よい感度で探すのがこの研究の目的である.
^<119m>Sn線源をCsl(T1)検出器で囲み4πの立体角でカスケ-ド遷移のγ線を捕える計画であったが,Csl(T1)結晶の表面に数μm程度の不感層が存在することがわかった.そのため ^<119m>Snのγ線の様に遷移エネルギ-が低いものにたいしては検出効率が100%でなくなるので不適当であることが明らかになった。
替わりの線源としてγ線のエネルギ-が166keVと比較的大きな ^<139>Ceを用いることにした.この場合,軌道電子捕獲の際のX線が放出されてなおかつγ線の出ない事象を探すことになる.東京大学原子核研究所のSFサイクロトロンによる照射で ^<139>Ce線源を試験的に作り化学分離でキャリァフリ-とすることに成功した.
γ線のエネルギ-が高くなったことに対応し,Csl(T1)検出器の寸法も40×40×40mm^3に大きくし,かつその周囲にもCsl(T1)検出器のvetoカウンタ-を置くことにし,製造が完了した.また,厚さ30mmの無酸素銅,厚さ200mm鉛よりなる遮蔽装置も完成し,検出システムとしてのバックグラウンドを測定中である.
今後,サイクロトロンのマシンタイムがとれ次第,本番用線源を作製し,化学分離精製し,Csl(T1)検出器に埋め込み,本測定を約10日行ない上記の目的を達成する予定である.