2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study of a new approach towards future cosmic neutrino background measurement based on superconducting detector and radio-frequency detection technique
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15K13493
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
長谷川 雅也 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (60435617)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 超伝導検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ニュートリノ捕獲反応を用いた宇宙背景ニュートリノの直接検証に向けて、超伝導ミリ波検出器と電波観測技術を応用した新しい手法を開拓する事を目標としている。具体的に新しい手法とは、「超伝導検出器を用いた（捕獲反応からの）電子エネルギーの精密測定」と「電波を用いた電子のトラッキングによる背景事象の削減」である。これらの手法を用いて崩壊電子を0.1eV以下のエネルギー分解能で、かつS/N比が１を越えるクリアな検出が実現すれば、これまで不可能と言われてきた宇宙背景ニュートリノの検出について道筋が開かれる。
本年度は、昨年度に引き続き、手法の原理検証を行うためのプロトタイプ検出器の準備を進めた。並行して超伝導検出器の試験を進め、宇宙線ミューオンを用いた検出器の応答についてのデータから、本試験に向けてエネルギー分解能を大きく改善する必要がある事が判明した。超伝導検出器作成の専門家と議論を重ね、今後の製作についての一定の方針を立てた。また特に超伝導検出器のパイルアップを防ぐためには焦点面を再分割する事が鍵であり、そのために検出器の数は数千-数万になる事が予想される。それら大型の超伝導検出器アレイの信号を読み出すための、信号多重化に関する原理検証を行い、実際に8000個近い検出器アレイの読み出しに成功した。さらに電子トラッキングに関して、従来よりも数倍検出効率の高いアンテナシステムの目処がついた。これを元に再度シミュレーションによるデザインの最適化を行い、よりコンパクトな設計の目処がたった。実機製作に向けた基礎開発は着実に進展している。
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