2018 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, 学術研究院理工学系, 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 岡山理科大学, 理学部, 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30年度は、地下実験・MPGD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。
<地下実験>暗黒物質探索のバックグラウンドとなる環境中性子の測定に関する論文を出版した。小型のチェンバーで方向に感度のある暗黒物質探索実験を開始した。
<検出器製作>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。平成30年度は、陰イオンガス中でのMPGDの動作を測定、シミュレーションによる再現を進め、SF6ガス中でのMPGDの動作の理解を進めた。また、低BG TPC製作のキーデバイスとなる面抵抗を持つ素材を用いたTPCケージの試作を行い、実用的であることを確認、論文とした。
<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と共同で、液体アルゴン用ICを元にしたICの開発を進めている。平成30年度には、2016年度製作のIC「LTARS2016」の試験結果を論文として出版するとともに、改良型IC「LTARS2019」を製作した。
<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。暗黒物質候補として、アクシオンなどに関する理論的研究も進めた
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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。地下実験に関しては身内が責任をもって遂行、予定通りの物理結果を得るべく研究を推進する。
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Research Products
(29 results)
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[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
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Journal Title
Progress of Theoretical and Experimental Physics
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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[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
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Journal Title
Progress of Theoretical and Experimental Physics
Volume: 12
Pages: 123C01～123C01
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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