Research and development of resonant cavities for searching dark matter axion and hidden photon with mass of 25 ueV and beyond

• Project Area: What is dark matter? - Comprehensive study of the huge discovery space in dark matter
• Project/Area Number: 23H03999
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岸本 康宏 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教授 (30374911)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 暗黒物質 / アクシオン / 暗黒光子 / 共振空洞 / マイクロ波

Outline of Research at the Start

暗黒物質の謎は，現代の天文学，宇宙物理学に課された最重要課題の1つである．
暗黒物質の候補は多岐に亘るが，本研究では，質量が小さく，波動としてこの宇宙に存在する暗黒物質(Wave-Like Dark Matter, WLDM)に焦点を当て，その探索のためのキーアイテムである共振空洞を，申請者による新たなアイディアに基づいて，開発・研究する．
この空洞によって，広範囲に亘るWLDMの質量領域の中でも，探索が容易ではなかった2－60 μeV(5－15 GHz)までの質量領域で，従来の数から10程度まで感度を向上した実験が可能とする基礎を構築する．