2017 Fiscal Year Annual Research Report
Dark matter direct search with a negative-ion time-projection-chamber
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16H02189
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
身内 賢太朗 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
波場 直之 島根大学, 総合理工学研究科, 教授 (00293803)
濱口 幸一 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80431899)
高田 淳史 京都大学, 理学研究科, 助教 (90531468)
長尾 桂子 新居浜工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (90707986)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / 地下実験 / 低放射能技術 / 粒子検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
未知の素粒子「暗黒物質」と原子核との弾性散乱による反跳原子核を検出する手法は「直接探索」と呼ばれ、ここ数年で大質量検出器による制限が大きく進んだ一方で、14サイクルの季節変動を報告しているDAMAの結果も依然として残っている。到来方向に有感な手法など、確度の高い手法によるDAMA領域やその先の探索は急務である。本研究では、大型陰イオンガスTPCを製作・地下実験を行い、方向感度実験で暗黒物質の世界最高制限を1桁以上更新を目指す。平成29年度は、GEMの性能評価・TPC製作・IC性能評価を計画し、以下に記すとおり順調に研究が進んだ。
<GEM製作>ドリフト距離の測定を可能としながらも、ガスゲインを得にくいSF6ガスを用いるためのキーデバイスが、MPGD(微細加工技術を用いたガス検出器)である。本研究では、低BG材料で製作されていることが確認済みであるGEMを製作する。平成29年度は、陰イオンガス中でのGEMの動作パラメータを測定、SF6ガス中でのMPGDの動作の理解を進めた。また、ドリフト距離の測定に関して定量的に評価を行い、実用的な性能を得られることを確認した。
<真空容器製作>本研究では、内容積1.6m×1.6m×1mの容器を使用する。平成29年度は真空容器の真空試験を行い、TPC容器として使用可能であることを確認した。また、TPCに電場を形成するTPCケージを製作した。
<IC試作>陰イオンガスの読出し回路は通常のガスTPCよりも時定数が100倍遅い。KEK共同で、液体アルゴン用ICを元にしたICの開発を行っている。平成29年度には時定数及びダイナミックレンジを改良ICチップの試験を行い、実機製作の準備を整えた。
<理論的研究>方向に感度を持つ検出器による暗黒物質の性質や、銀河内での運動に対する感度の評価を進めた。
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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
研究実績の概要に記載した通り、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
検出器開発については分担者の高田、理論的展開に関しては濱口・長尾・波場との連携を密にして研究を進める。
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Research Products
(40 results)
