2018 Fiscal Year Annual Research Report
A large-scale darkmatter direct-detection experiment
| Project Area | Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research |
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| Project/Area Number |
26104004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岸本 康宏 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (30374911)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 洋 日本大学, 理工学部, 助手 (20374910)
小林 兼好 東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (70466861)
市村 晃一 東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (80600064)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，XMASSを用いた暗黒物質の探索と次世代の大型暗黒物質探索装置の開発・研究を推進している．
前者では，暗黒物質との相互作用でキセノンが励起状態になるモードの探索を行った．この過程は，暗黒物質がスピン相互作用をする場合に感度を持っている．世界で最も厳しい制限を課すことに成功した．（これまでの約8倍の感度．200 GeVの暗黒物質の場合，上限値4.1E-39 cm2）
また，暗黒物質によって原子核が制動放射することを利用した暗黒物質探索を行った．このモードは0.3 GeVまでの低質量の暗黒物質に感度を持つ．XMASSの様な大型で，標準的暗黒物質（WIMP）を主目的とした検出器が，これほどの低質量暗黒物質の探索に有効であることを実証した点が大きな成果である，暗黒物質以外でも，二重電子捕獲モードで世界最高感度での探索を行う等，広範囲の物理を展開した．
次世代大型暗黒物質探索の開発・研究では，前年度から，一層式液体キセノンTPCと石英内包型の二層気液キセノンTPCの研究を行っている．後者は，石英が低い仕事関数を持つことを利用したもので，実現されれば，非常に低閾値の暗黒物質が実現可能である．しかし，現状では，低エネルギー側で石英に起源を持つと考えられる雑音事象が観測されている．石英表面の状態を調査する必要がある等，今後の課題である．
最後に，本研究では，大型で超低バックグラウンドの3インチ凸型光電子増倍管の開発を行ってきた．これまで液体キセノン中でごく僅かなガスリークが生じるという問題点があったがこれを克服することに成功した．この成果を論文にまとめている最中である．
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] The XMASS experiment2019
Author(s)
Y, Kishimoto for XMASS collaboration
Organizer
Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research 2019
Int'l Joint Research / Invited
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