2018 Fiscal Year Annual Research Report
Networking international underground laboratories for revealing the history of the universe
International Activities Supporting Group
| Project Area | Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research |
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| Project/Area Number |
15K21747
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井上 邦雄 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教授 (10242166)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸本 康宏 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (30374911)
作田 誠 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (40178596)
身内 賢太朗 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440)
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| Project Period (FY) |
2015-11-06 – 2019-03-31
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| Keywords | 極低放射能 / 二重ベータ崩壊 / 暗黒物質 / 超新星ニュートリノ / 地下研究 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
世界最高感度での暗黒物質探索をリードする二相式液体キセノンTPC実験XENONnTを国際協力のもとで推進するため、XENONコラボレーションとMoUを締結し、日本グループが国際コラボレーションに新たに参加することとなった。地下素核領域で開発した硫酸ガドリニウム水溶液を外槽に用いることで、最も厄介な中性子バックグラウンドを低減するとともに、中性子の発生源を特定することが可能となり、探索感度の改善が見込まれる。
通常探索の限界と考えられるニュートリノフロアを突破できる技術として方向感度を持った暗黒物質探索の重要性が高まる中、グランサッソ研究所、ミュンヘン工科大学、CERNなどとともに暗黒物質探索実験の国際ネットワークを推進した。神岡地下に世界を呼び込み方向有感検出器開発環境の世界的ハブに展開しつつある。
超高分解能の極低温熱量計に二重ベータ崩壊核を含むフッ化カルシウムシンチレーション結晶を導入した蛍光熱量計を韓国AMoRE実験との協力で開発し、粒子識別性能や検出器特性の調査を行い、温度センサーへの蛍光入射によるエネルギー分解能悪化などの問題点を切り分け、設計改善にフィードバックした。また低温熱量計は、低質量暗黒物質探索にも適用できる技術であるため、二重ベータ崩壊研究と低質量暗黒物質探索の双方を目的とした連携を開始した。
その他、SK-Gd計画のためのガドリニウムの中性子捕獲反応モデル作成、超新星ニュートリノの炭素・酸素標的での中世カレント反応の国際共同研究、ハワイ大学と共同で光電子増倍管の時間応答の高精度化に関する研究推進、フランス・インドとの部局間国際協定による連携、国際連携のCYGNUSプロジェクトの連携拡大のための活動、ニュートリノ反応国際スクールの開催、重力波とニュートリノ、さらに光学とのマルチメッセンジャー観測のための国際ネットワーク構築を支援した。
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