1990 Fiscal Year Annual Research Report
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02211210
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| Research Institution | Tokyo University of Information Sciences |
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Principal Investigator |
渡辺 正 東京情報大学, 経営情報学部, 助教授 (20030786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北風 和久 東京情報大学, 電算センター, 助手 (10204869)
戎 健男 神戸大学, 理学部, 助手 (50090543)
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| Keywords | 低温粒子検出器 / 暗黒物質 / 準安定超伝導体 / WIMPs / 相転移信号波形 / 転移磁場 / SSG / 過熱超伝導 |
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| Research Abstract |
誘電体の中に多数の錫粒子を埋め込んだものを標的部とし,これを極低温で働かせる素粒子検出器の開発研究を行った。これは,物質との相互作用が極めて弱いと想定されている宇宙由来素粒子・暗黒物質の検出を試みることを,念頭に置いたものである。超伝導金属を表面が良好な球形微粒子(直径1〜300μm)にすると,臨界温度以下一定の磁場のもとで熱力学的に準安定な“過熱的"超伝道状態になる。これに,適量の刺激を与えてマイスナ-効果を破り,常伝導状態へ相転移させることができる。その際,標的部を取り巻く検出コイルに起電力が誘導され,信号として取り出される。刺激としては磁気的,熱的二つの種類が可能で,素粒子検出器に応用した場合,前者は磁気単極子,後者は通常の荷電粒子および中性弱相互作用粒子が相当する。
1.錫粒子にα線を照射し,熱的に相転移するのに必要な印加磁場と入射エネルギ-との関係,エネルギ-感度などの基礎デ-タを得た(前年度)ので,これらデ-タの解析を行い,準安定状態にある錫粒子は局所的温度上昇だけで(一様加熱ではなく)相転移すること,感度は金属比熱の低下とともに上昇すること等を結論した。
2.液体 ^4Heの温度領域(2〜3K)で作動するプロトタイプの検出器を作成し,昨年度,延べ650時間に及ぶ動作テストを行った。今年度は,使用錫粒子中に含まれる放射性不純物の測定を大阪大学に依頼し,その結果を基に検出器に顕れた雑音の頻度・大きさを解析した。放射性不純物によるものではないことが結論され,宇宙線による雑音として矛盾はしないことが分かった。
3.液体ヘリウム3ー4による稀釈冷却機の製作を行い,極低温領域(50mk前後)で作動,数10eV程度の損失エネルギ-に対して感度をもつ小型低温粒子検出装置の製作を行った。現在,各部位の性能検査の段階である。
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[Publications] Takeo EBISU: "Simple VaporーPressure Regulator with a Diaphragm for Maintaining CryogenicーBath Temperatures" Rev.Sci.Instrum.61. 921-922 (1990)
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[Publications] Takeo EBISU: "Sensitivity of a Superheated Superconducting Tin Granule to α Particles and Stability Test of a Prototype Detector" KEK Progress Report:Proceedings of the IV th Workshop on“ElementaryーParticle Picture of the Universe". 90ー1H. 163-178 (1990)
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[Publications] 戎 健男: "準安定超伝導金属粒子のよる素粒子検出器の開発" KEK Internal Report:Proceedings of the Workshop on“Superconducitivity and Cryogenics". 90ー27A/H. 75-85 (1990)
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[Publications] 戎 健男: "準安定超伝導粒子を用いた素粒子検出器の開発" 日本物理学誌. 46. 106-113 (1991)
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[Publications] Takeo EBISU: "Responses of Superheated Supercoducting Tin Granules to αーRay Irradiations in Various Energy" Jour.Phys.Soc.,Japan. 60. 1413-1421 (1991)
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[Publications] Takeo EBISU: "“Low Temperature Detectors for Neutrinos and Dark Matter III"ed.L.Brogiato,D.V.Camin and E.Fiorini" Responses of Single Superteated Superconducting Tin Granules to Applied Magnetic Field above the Superheating Field and to αーRay lrradiations in Varied Energy Editions Frontieres, 352 (1990)
