2016 Fiscal Year Annual Research Report
Project for Directional Dark Matter Search with Super-high Resolution Nuclear Emulsion
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15H05446
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中 竜大 名古屋大学, 現象解析研究センター, 特任助教 (00608888)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / 超微粒子原子核乾板 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、独自開発した超微粒子原子核乾板を用いた世界で唯一の大質量化可能な報告感度を持つ暗黒物質探索実験を目指すものであり、現在、イタリア、ロシア、トルコらの研究者を巻き込んだ国際共同プロジェクトへと発展し、研究を推進している。
今年度は、特に、低バックグラウンド化を目指したデバイス改良と解析システムの実践投入を目指した開発がすすめられた。まず、低バックグラウンド化においては、デバイス内部のダスト混入が問題となったが、デバイス製造前のフィルタリングプロセスを確立させ、また、製造中のいくつかの混入源を特定することで、ダストレベルの3桁以上の除去に成功した。また、解析システムにおいても、開発段階からユーザーへ使用を拡大することができ、さまざま解析が可能な環境を構築することができ、より定量的なバックグラウンドの理解へとつながった。さらに、新たな解析法である局在表面プラズモン共鳴解析システムをナポリ大と共同で開発することができ、これについては実用化レベルに到達しつつある。
地下環境における最初のパイロット実験も進めることができ、イタリア・グランサッソ研究所のhallBの一角に実験環境を構築できることが承認され、そこに検出器設置環境を整備した。また、並行して、地下環境における環境バックグラウンドのシミュレーションを用いた推定も進め、より定量的なバックグラウンドの理解が行われた。これらの実験推進に向けたベンチマークとなる最初の検出器構造の標準化も行うことができ、デバイス製造から解析までの一連のプロセスの構築を行うことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
まず、独自の解析システムの実用化を果たしたことで、よい定量的な事象解析が進められるようになり、バックグラウンドの理解を進めることができ、さらにその主成分などを特定することができた。さらに、これまで開発を続けたきた新たな情報を用いたシステムも実用化させることができたことで、より高度な事象選別が可能となってきた。そして、最初の目標としていた、地下でのパイロットランが実現され、10g程度のテスト実験を行うことができた。
これらは、当初の計画に沿ったプロセスを踏むことができているという点で順調であると言える。ただし、開発要素として、背景事象の削減独力は今後も必要であり、引き続き研究開発が必要である。また、デバイス感度の較正と系統誤差に関してもより詳細な理解を進めて行くことが必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度末に、最初の地下でのテスト実験を進めることができ、その事象解析体制を構築しつつ、データを出していくことを目標としている。これは、数段階の事象選別を行うことで、段階的に事象選別能を向上させることを目指しており、それぞれの検出効率等の較正も行いながら進めていく。これは、日本側とイタリア側での役割分担さらにデータ共有体制の構築も進んでいるため、より効率的な解析体制を構築し、最初のテスト実験結果を出していく。
一方、バックグラウンド削減に向けた研究開発も引き続き必要であり、まず、現在のデバイス内部にある放射線以外のバックグラウンドのソースの特定、さらには、主要バックグランドである炭素14からの電子線の理解について、より系統的な評価体制を構築することで研究を進めていく。特に、デバイスの感度における温度依存性については、実際の実験では低温環境に設置することから、キャリブレーションシステムの構築を進めることが重要である。
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[Presentation] NEWSdm2017
Author(s)
中竜大
Organizer
ダークマター懇談会
Place of Presentation
神戸大学梅田インテリジェントラボラトリ
Year and Date
2017-01-27 – 2017-01-28
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