Underground environmental neutron measurement including sub-MeV band and search for unexplored dark matter

• Project/Area Number: 24K17071
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: 白石 卓也 神奈川大学, 理学部, 助教 (00866121)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 暗黒物質 / 極低バックグラウンド / 中性子スペクトル測定 / 原子核乾板 / 畳み込みニューラルネットワーク

Outline of Research at the Start

暗黒物質の正体解明は自然科学における最重要課題の一つであり、その直接探索においては十分なバックグラウンド検証が必須である。特に環境中性子は暗黒物質探索のみならず、地下で行われる極低バックグラウンド実験において普遍的なバックグラウンド源であるため、その詳細な理解は新しい素粒子物理の発見において欠かすことができない。本研究では、超微粒子原子核乾板による新たな中性子測定技術を用い、特に観測が難しいとされてきたサブMeV帯も含めた地下環境での中性子スペクトル測定を目指す。同じ測定技術を用いて、現在活発な議論がなされている宇宙線によって加速された軽い暗黒物質に対するユニークな探索も行う。