| Project/Area Number |
19J20376
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
石浦 宏尚 神戸大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 暗黒物質 / マイクロパターンガス検出器 / 低放射能技術 / ラドン / MPGD / 暗黒物質直接探索 / ガス検出器 / 飛跡検出器 |
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| Outline of Research at the Start |
暗黒物質は存在が様々な観測から示唆されているが未だに「未発見」の粒子であり、世界中で探す試みが行われているが発見には至っていない。DAMAによって発見が主張されているが、他実験により否定されている。本研究ではこのDAMAと他実験の結果が矛盾する領域を従来手法よりも確実な探索手法である「方向感度を用いた手法」によって探索することで、暗黒物質を発見もしくは感度を制限することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
暗黒物質による信号の季節変動を検出するという従来手法に比べ、より確実な探索手法である「到来方向に感度を持つ手法」で暗黒物質を探索するために、低バックグラウンドマイクロパターンガス検出器開発と陰イオンガスTPC開発を行った。
低バックグラウンドマイクロパターンガス検出器の開発では、暗黒物質によって反跳させられた原子核飛跡の2次元イメージングに用いているガス検出器μ-PICの低放射能化の実証およびガス検出器としての性能評価を行った。４０ｃｍ角のサンプルを測定できるラドン計を今回新たに神戸大学で構築および較正し、３０ｃｍ角検出器μ-PICからのラドン放出量評価方法の確立および製作した試作μ-PICの性能評価を行った。バックグラウンド源となるラドン放出量が従来のμ-PICに比べて１４分の１以下へ低減したことを検証し、またガス検出器としての性能が暗黒物質探索に十分であることを確認した。
また、複数種の陰イオンの到達時間差とドリフト速度から、事象の絶対位置を決定することで検出器表面由来のアルファ線などの事象を除去して低バックグラウンドを目指す大型陰イオンガスTPC開発についても行った。以前より取り組んできた、検出器の長期運用に欠かせない環境モニタリング系の拡充を含めた技術開発、およびガス循環系にラドンバックグラウンド測定用の小型のラドン計を較正かつ組み込むための準備を主に行った。これにより、ラドン量についてもモニタリングしながら測定を行うことが可能となった。
この大型陰イオンガスTPCでは複数枚のガス検出器を使うことを想定しているため、検出器表面だけでなくラドン由来のバックグラウンドに対しても低バックグラウンドな大型陰イオンガスTPCを低ラドンバックグラウンド化したマイクロパターンガス検出器を導入することで実現し、暗黒物質探索実験を行うことが今後期待できる。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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