2023 Fiscal Year Annual Research Report
Direction-sensitive dark matter search
| Project Area | Unraveling the History of the Universe and Matter Evolution with Underground Physics |
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| Project/Area Number |
19H05806
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
身内 賢太朗 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中 竜大 東邦大学, 理学部, 准教授 (00608888)
小川 洋 日本大学, 理工学部, 助手 (20374910)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / 地下実験 / 低放射能技術 / ガスTPC / 原子核乾板 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
NEWAGE実験ではガス検出器(μ-PIC)を用いた方向に感度を持つ暗黒物質を行ってきた。このために、放射性不純物の含有量の少ないμ-PIC（低BGμ-PIC）の開発を代表者の身内が行った。2023年度には、2020・2021年度で試作、2022年度に製作を行った30cm角低BGμ-PICの実機の性能評価を行い、地下実験の検出器に導入、暗黒物質探索実験を開始した。また、表面からのα線放出量の少ないμ-PICを用いた300日以上の観測データについて、前後判定を含めた原子核反跳の三次元飛跡を利用した解析を行った結果をPTEP誌にて出版した。また、同検出器によって、低閾値化、低バックグラウンド化の改良を施した暗黒物質探索についての解析も進めた。また、さらなる高感度化のための陰イオンガスを用いた三次元原子核反跳検出についての論文をJINST誌にて出版した。
ガス検出器の深刻なBGである放射性同位体ラドン低減のために、分担者の小川が、吸着剤（モレキュラーシーブス, MS）を用いたラドン除去システムを開発してきた。2023年度には、材料の選択、製法の見直しを行い以前に製作したものよりも低BGなMSについて、測定を行い論文をJINST誌で出版した。
NEWSdm 実験は、固体検出器（原子核乾板）を用いた方向に感度を持つ暗黒物質を行っている。このために読み取り装置の高感度化・高速化を分担者の中が行ってきた。2023年度には、地下実験室で検出器を赤道儀に搭載した観測を開始した。また、地下実験環境におけるバックグラウンドの理解を目的とした測定に関して約4ヶ月間の観測を完了した。また、宇宙線によって加速された軽い暗黒物質の原子核乾板による観測の感度計算をJCAP誌で出版した。
銀河中心で宇宙線によって加速された軽い暗黒物質のガス検出器および原子核乾板による観測の感度計算をJCAP誌で出版した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Direction-sensitive dark matter search with 3D-vector-type tracking in NEWAGE2023
Author(s)
Shimada Takuya, Higashino Satoshi, Ikeda Tomonori, Nakamura Kiseki, Yakabe Ryota, Hashimoto Takashi, Ishiura Hirohisa, Nakamura Takuma, Nakazawa Miki, Kubota Ryo, Nakayama Ayaka, Ito Hiroshi, Ichimura Koichi, Abe Ko, Kobayashi Kazuyoshi, Tanimori T., Kubo H., Takada A., Sekiya H., Takeda A., Miuchi Kentaro
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Journal Title
Progress of Theoretical and Experimental Physics
Volume: 2023
Pages: 103F01
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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