Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
申請者独自の「イベント駆動型X線SOIPIX」を用いる2つのアクシオン探索実験,すなわちテーブルトップ型の「ISAI実験」と,次世代硬X線衛星FORCEによる「ALPINE観測」を開始する. それぞれの実験は原子核または光子との相互作用に特化しており,相互作用の混合の不定性が無い.ISAI実験で従来を超える感度でアクシオンを探索し,アクシオンの質量や原子核との相互作用の強さに対し,過去最高の制限をつける.さらにISAI実験で得た知見から,衛星搭載用SOIPIXの高性能化を行い,FORCE衛星とALPINE観測の実現性を高める.
2020年6月,XENON1T実験より太陽アクシオン起源と解釈可能な信号が初めて得られた.アクシオン以外の可能性も残るが,アクシオン起源であった場合には,電子,光子,原子核それぞれとの相互作用の混合と解釈される.アクシオンの背後の物理を探るには,相互作用ごとに特化した測定が喫緊である.そこで独自の「イベント駆動型X線SOIPIX」を用いる2つの実験,テーブルトップ型の「ISAI実験」と次世代硬X線衛星FORCEによる「ALPINE観測」を開始する.それぞれの実験は原子核または光子との相互作用に特化しており,混合の不定性が無い.ISAI実験で従来を超える感度でアクシオンを探索し,アクシオンの質量や原子核との相互作用の強さに対し,過去最高の制限をつける.さらにISAI実験で得た知見から,衛星搭載用SOIPIXの高性能化を行い,FORCE衛星とALPINE観測の実現性を高める.2年間の研究実績として,(1) 本研究開始前までに行っていた全体の構成の検討をさらに進め,それぞれのコンポーネントの間のインターフェースを決定した.(2)実験に必要な装置の導入を行った.すなわち,低温動作させ暗電流を抑えるために必要な恒温槽,太陽アクシオンの標的となるFe-57箔,必要なイベント駆動型X線SOIPIXの確保,読み出し回路基板の確保, アクティブシールドの部材の製造などである.別途確保した科研費で,カメラ部の無酸素銅やFe-57箔フォルダの製造も行った.(3) SOIPIX素子の性能向上にもつとめ,アナログ出力波形の改善を行った新しい大型素子XRPIX-Xの製造を行った.以上の開発研究から,コミッショニングに必要な準備は終了することができた.これが本研究の実績である.本研究に引き続き,同じ学術変革領域の公募研究として新たに採択されたので,太陽アクシオン観測を開始する.
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results, Peer Reviewed: 8 results, Open Access: 6 results) Presentation (47 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Book (1 results)
The Astrophysical Journal
Volume: 940 Issue: 2 Pages: 105-105
10.3847/1538-4357/ac94cf
Publications of the Astronomical Society of Japan
Volume: 74 Issue: 5 Pages: 1143-1156
10.1093/pasj/psac060
Volume: 74 Issue: 4 Pages: 757-766
10.1093/pasj/psac033
Proc. SPIE
Volume: 12191 Pages: 12191-12191
10.1117/12.2629771
Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems
Volume: 8 Issue: 04 Pages: 046001-046001
10.1117/1.jatis.8.4.046001
Proceedings of SPIE Astronomical Telescopes and Instrumentation
Volume: 12181 Pages: 1218122-1218122
10.1117/12.2628772
Proceedings of the SPIE
Volume: 12181 Pages: 11-11
10.1117/12.2626894
Volume: 8 Issue: 02 Pages: 26007-26007
10.1117/1.jatis.8.2.026007
Volume: 7 Issue: 03 Pages: 036001-036001
10.1117/1.jatis.7.3.036001