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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Direction-sensitive dark matter detector R&D with low-background technologies

Planned Research

Project AreaRevealing the history of the universe with underground particle and nuclear research
Project/Area Number 26104005
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

身内 賢太朗  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中 竜大  名古屋大学, 現象解析研究センター, 特任助教 (00608888)
田中 雅士  早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (30545497)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywords暗黒物質 / 地下実験 / 低放射能技術 / TPC / 原子核乾板
Outline of Annual Research Achievements

-<ガス検出器>これまでに、μPIC材料中の放射線不純物が混入箇所の同定、代替材料となるガラス繊維を含まないポリイミドを絶縁体として用いた10㎝角及び30cm角のμPICの試作・製作を行った。平成29年度後半より地下実験室にて方向に感度を持った暗黒物質探索を開始、平成30年度も観測を継続した。地下実験で取得した一部のデータに関して解析を進め、これまでの感度を約1桁上回る制限を与えることに成功した。
-<スピンに依存しない探索>これまでに、高圧ガスによる柱状再結合を用いた方向感度をもつ検出器としての基礎試験、低圧ガスでのμPICの動作試験、磁場によるガス拡散の抑制の研究を行ってきた。平成30年度には、地下実験のデータを用いて方向に感度を持つスピンに依存しない制限を評価した。また、柱状再結合に関する論文を出版、アルゴンをベースとしたガス検出器中のガス中での電子拡散を測定した論文を投稿した。
-<原子核乾板>これまでに、原子核乾板中の放射性同位体40Kの1/100以上の低減を達成、14Cを含めた総合的なバックグラウンドの評価を行った。グランサッソ研究所へ実験提案文書を提出、平成28年度から平成29年度にかけて約一か月のデータ取得をグランサッソ研究所で行った。平成30年度は、データ解析システムを完成させ、定量的なバックグラウンドの見積もりを行った。
-<中性子測定>これまでの本計画研究主催の若手研究会を通じて、地下環境での中性子バックグラウンド測定が領域全体に資する重要な測定となることが分かり、平成28年度には田中を中心として地下実験室での測定を開始した。平成29年度には中性子エネルギー取得に向けて感度を上げての基礎開発を進めた。平成30年度は、初期のデータの結果を論文として出版した。地下環境での中性子観測を継続、方向に感度を持つ暗黒物質探索へのBGをモニターした。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

  • Research Products

    (56 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (43 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results,  Invited: 7 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] シェフィールド大(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      シェフィールド大
  • [Int'l Joint Research] ハワイ大/ニューメキシコ大/ウエルズリー大(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ハワイ大/ニューメキシコ大/ウエルズリー大
  • [Int'l Joint Research] ナポリ大/GSSI(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      ナポリ大/GSSI
  • [Int'l Joint Research] メルボルン大/Australian National University(オーストラリア)

    • Country Name
      AUSTRALIA
    • Counterpart Institution
      メルボルン大/Australian National University
  • [Journal Article] Prototype analog front-end for negative-ion gas and dual-phase liquid-Ar TPCs2019

    • Author(s)
      Nakazawa M.、Kishishita T.、Shoji M.、Sakashita K.、Ikeda T.、Ishiura H.、Battat J.B.R.、Nicoloff C.、Tanaka M.M.、Hasegawa T.、Miuchi K.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 14 Pages: T01008~T01008

    • DOI

      DOI: 10.1088/1748-0221/14/01/T01008

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Super resolution plasmonic imaging microscopy for submicron tracking emulsion detector2019

    • Author(s)
      Atsuhiro Umemoto, Tatsuhiro Naka, Andrey Alexandrov, Masahiro Yoshimoto
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a time projection chamber with a sheet-resistor field cage2019

    • Author(s)
      Kentaro Miuchi, Tomonori Ikeda, Hirohisa Ishiura, Kiseki D. Nakamura, Atsushi Takada, Yasuhiro Homma, Ko Abe, Koichi Ichimura, Hiroshi Ito, Kazuyoshi Kobayashi Takuma Nakamura, Ryuichi Ueno, Takuya Shimada, Takashi Hashimoto, Ryota Yakabe, Atsuhiko Ochi
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Study on luminescence of fine-grained nuclear emulsion by charged particles2019

    • Author(s)
      Shiraishi T.、Ichiki H.、Naka T.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 927 Pages: 202~208

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.nima.2019.02.039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of ambient neutrons in an underground laboratory at Kamioka Observatory2018

    • Author(s)
      Keita Mizukoshi, Ryosuke Taishaku, Keishi Hosokawa, Kazuyoshi Kobayashi, Kentaro Miuchi, Tatsuhiro Naka, Atsushi Takeda, Masashi Tanaka, Yoshiki Wada, Kohei Yorita, Sei Yoshida
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 12 Pages: 123C01~123C01

    • DOI

      doi:10.1093/ptep/pty133

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Angular dependence of columnar recombination in high pressure xenon gas using time profiles of scintillation emission2018

    • Author(s)
      Nakamura K.D.、Ban S.、Hirose M.、Ichikawa A.K.、Ishiyama Y.、Minamino A.、Miuchi K.、Nakaya T.、Sekiya H.、Tanaka S.、Ueshima K.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 13 Pages: P07015~P07015

    • DOI

      doi: 10.1088/1748-0221/13/07/P07015

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Discovery potential for directional Dark Matter detection with nuclear emulsions2018

    • Author(s)
      Agafonova N.、Aleksandrov A.、Anokhina A.、Asada T.、Ashikhmin V.V.、Bodnarchuk I.、Buonaura A.、Chernyavskii M.、Chukanov A.、D’Ambrosio N.、De Lellis G.、Di Crescenzo A.、Di Marco N.、Dmitrievski S.、Enikeev R. I.、Fini R. A.、Galati G.、Gentile V.、Gorbunov S.、、、、Naka T.、他
    • Journal Title

      The European Physical Journal C

      Volume: 78 Pages: 578~578

    • DOI

      DOI: 10.1140/epjc/s10052-018-6060-1

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] NEWAGE2019

    • Author(s)
      Kentaro Miuchi
    • Organizer
      Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] NEWSdm~ Directional dark matter search with super-high resolution nuclear emulsion2019

    • Author(s)
      Tatsuhiro Naka
    • Organizer
      The 4th KMI international symposium(KMI2019)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] NEWSdm experiment ~Directional Dark Matter Search with Super-high resolution Nuclear Emulsion~2019

    • Author(s)
      Tatsuhiro Naka
    • Organizer
      Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(3)?地下実験に向けた将来展望?2019

    • Author(s)
      中竜大
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(2)検出器開発と地上でのテスト実験状況報告?2019

    • Author(s)
      梅本篤宏
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(1)解析速度向上及び新解析手法の開発?2019

    • Author(s)
      小林龍太
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] NEWAGE実験53:ガス検出器シミュレーションを用いた陰イオンガスμ-TPCのための陰イオンガス中MPGD特性研究」2019

    • Author(s)
      石浦宏尚
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
  • [Presentation] 陰イオンTPCシミュレーション2019

    • Author(s)
      石浦 宏尚
    • Organizer
      アクティブ媒質TPC開発座談会
  • [Presentation] 方向に感度を持った暗黒物質直接探索のためのガスTPC2019

    • Author(s)
      池田智法
    • Organizer
      アクティブ媒質TPC開発座談会
  • [Presentation] 方向に感度を持つ暗黒物質探索実験のための読み出し回路の開発2019

    • Author(s)
      中村拓馬
    • Organizer
      第25回ICEPPシンポジウム
  • [Presentation] 陰イオンガス中におけるMPGDの特性理解2019

    • Author(s)
      石浦宏尚
    • Organizer
      第25回ICEPPシンポジウム
  • [Presentation] NEWAGE実験52:2018年地下測定結果2019

    • Author(s)
      池田智法
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] 極低放射能測定のための表面アルファ線分装置器の開状況発2019

    • Author(s)
      伊藤博士
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] 抵抗シートを用いたTPC開発2019

    • Author(s)
      身内賢太朗
    • Organizer
      アクティブ媒質TPC開発座談会
  • [Presentation] Double Phase Ar Detector2019

    • Author(s)
      田中雅士
    • Organizer
      アクティブ媒質TPC開発座談会
  • [Presentation] Ar検出器の大光量化に向けた開発22019

    • Author(s)
      青山一天
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] ガスアルゴン中の電子比例蛍光の波形と発光機構2019

    • Author(s)
      武田知将
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] ANKOK実験32:低エネルギー領域の電離電子信号の特性評価2019

    • Author(s)
      木村眞人
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] 電場形成に高抵抗シートを用いたTPCの開発2019

    • Author(s)
      身内賢太朗
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
  • [Presentation] 中性子測定コンソーシアム2019

    • Author(s)
      田中雅士
    • Organizer
      第五回極低放射能技術研究会
  • [Presentation] Low BG TPC for direction-sensitive dark matter search2018

    • Author(s)
      Kentaro Miuchi
    • Organizer
      9th symposium on Large TPCs for low-energy rare event detection
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] NEWAGE2018

    • Author(s)
      Kentaro Miuchi
    • Organizer
      Identification of Dark Matter 2018(IDM 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Review on Direction-Sensitive Direct Dark Matter Search with gaseous detectors2018

    • Author(s)
      Kentaro Miuchi
    • Organizer
      Identification of Dark Matter 2018(IDM 2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Directional Search for Dark Matter Using Nuclear Emulsion2018

    • Author(s)
      Tatsuhiro Naka
    • Organizer
      ICHEP2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Directional Search for Dark Matter Using Nuclear Emulsion - NEWSdm2018

    • Author(s)
      Tatsuhiro Naka
    • Organizer
      Blois 2018: 30th Rencontres de Blois on “Particle Physics and Cosmology”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of pulse shape discrimination and scintillation/ionization ratio in two-phase argon detector2018

    • Author(s)
      Tatsuki Washimi
    • Organizer
      XeSAT2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of a secondary scintillation light in a two-phase argon detector2018

    • Author(s)
      Tomomasa Takeda
    • Organizer
      XeSAT2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MPGDの暗黒物質探索への応用2018

    • Author(s)
      池田智法
    • Organizer
      第15回Micro-Pattern Gas Detector研究会
  • [Presentation] ガス飛跡検出器による暗黒物質探索実験2018

    • Author(s)
      身内賢太朗
    • Organizer
      平成30年度宇宙線研究所共同利用研究成果発表研究会
  • [Presentation] いま、探すべきDM質量領域2018

    • Author(s)
      身内賢太朗
    • Organizer
      2018年度 早稲田大学素粒子物理実験研究会
    • Invited
  • [Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(3)~超微粒子原子核乾板のための次世代型高速飛跡読み取り装置PTSの開発状況~2018

    • Author(s)
      小林龍太
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(2)~飛跡の光学スペクトル情報を用いたノイズ分別手法の開発~2018

    • Author(s)
      福澤佑哉
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(1)~全体報告~2018

    • Author(s)
      中竜大
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] ANKOK実験29:気液2相型Ar光検出器を用いた低質量暗黒物質探索2018

    • Author(s)
      田中雅士
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会 2018
  • [Presentation] ANKOK実験30:ER/NR分離能力の評価と電場最適化2018

    • Author(s)
      鷲見貴生
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] ANKOK実験31:電離信号(電子比例蛍光; S2)の基礎特性と利用可能性2018

    • Author(s)
      武田知将
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] Ar検出器の大光量化に向けた開発2018

    • Author(s)
      青山一天
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 超微粒子原子核乾板における特性とその応用2018

    • Author(s)
      中竜大
    • Organizer
      日本写真学会年次大会
  • [Presentation] low-α μ-PICを用いた表面アルファ線分析器の開発2018

    • Author(s)
      伊藤博士
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] マグノン検出器を用いたアクシオン探索実験究」2018

    • Author(s)
      池田智法
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 方向感度を持った暗黒物質探索のためのR&D」2018

    • Author(s)
      池田智法
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] 陰イオンガスμ-TPCに用いるMPGDの陰イオンガス中特性研究」2018

    • Author(s)
      石浦宏尚
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Presentation] NEWAGE実験50: 低アルファμ-PICを用いた地下実験経過報告2018

    • Author(s)
      橋本隆
    • Organizer
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [Remarks] 低バックグラウンド技術を応用した方向感度をもつ暗黒物質探索の基礎研究

    • URL

      http://www.lowbg.org/ugnd/?page_id=49

  • [Remarks] NEWAGE

    • URL

      NEWAGE http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~newage/newage_j.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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