Development of Novel Superconducting Detectors for Light Dark Matter Searches

• Project Area: Investigation on the Origin and Evolution of Matter in the Universe by Extremely Rare Events: Frontire of Creating a New Insight on the Matte in the Universe
• Project/Area Number: 25H02197
• Research Category: Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Transformative Research Areas, Section (II)
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 服部 香里 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 量子場計測システム国際拠点, 特任准教授 (10624843)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 暗黒物質探索 / 超伝導検出器

Outline of Research at the Start

MeV領域の軽い暗黒物質探索のために、暗黒物質と電子の散乱によって生成されるsub-eVの信号を精密に測定可能な超伝導検出器の開発を行う。そのための新しい検出器として、AlMnを用いた超伝導転移端センサ(TES)を作成し、10 meVのエネルギー分解能を目指す。これまで、Ti/Auの二層膜からなるTES の開発が広く行われてきたが、超伝導転移温度Tcを50 mK以下に下げるのは難しく、理論的に30 meVの分解能が限界である。そこで本研究では、AlMn TESによってTcとして20 mK、エネルギー分解能10 meVを目指す。