2018 Fiscal Year Research-status Report
電波望遠鏡を応用した新しい素粒子実験の開拓 ― 暗黒光子の探索
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16K13809
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小栗 秀悟 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 基礎科学特別研究員 (20751176)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 宇宙素粒子 / 暗黒物質 / 暗黒光子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、暗黒物質の候補である、"暗黒光子"の探索実験を目的としている。電波望遠鏡を流用することで、スピーディに最先端の探索実験を行うことを計画している。 当初の計画では、CMB偏光観測用の電波望遠鏡GroundBIRDのみを用いて探索実験を行う予定であったが、これとは別の観測装置を利用できる機会があったので、少し先取りして暗黒光子探索を行った。利用した装置は、開発中の高感度ミリ波分光観測器"KUMODeS"で、本来は上空の水蒸気量を精密測定して突発的気象災害の予報を実現する装置である。申請者は、学生を指導する形で、KUMODeSを用いた暗黒光子探索を行った。探索した暗黒光子の質量は1e-4eV付近である。光子と暗黒光子の結合の強さを表す混合確率に対して、この領域では初となる、1e-10台の上限値がつけられる公算である。現在論文を執筆中である。
並行して、当初の計画通り、GroundBIRDによる探索実験の準備も進めている。今年度は、GroundBIRDの開発に従事した。国内での性能評価を終え、年度末に望遠鏡を観測地のカナリア諸島テイデ観測所に移設した。高精度の測定を実現するためには、高感度な検出器が必要不可欠である。測定のための検出器製作の遅れのため年度内に探索には至らなかったが、すでに検出器開発は再開し、国内の試験用冷凍機で性能評価を進めている。5月末に観測地への輸送を予定している。また、望遠鏡側も必要な準備を終え、観測地にて測定開始の準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
暗黒光子探索に用いる検出器の作成を行っていたところ、利用していた国立天文台のクリーンルームが急遽利用不可となり、研究の中断が生じた。研究遂行上、当該クリーンルームを利用することは不可欠であるため、利用可能の再開を待ち、5ヶ月の実施期間延長の必要が生じた。すでに検出器製作は再開しており、今年度前半に探索を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、観測地であるカナリア諸島にて、探索開始の準備を進めている。６月までに、望遠鏡を固定した状態での測定、８月までに望遠鏡を回転させた状態での測定を行い、年度前半までに、観測結果をまとめる予定である。
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| Causes of Carryover |
暗黒光子探索に用いる望遠鏡のための、検出器の作成を行っていたところ、利用していた国立天文台のクリーンルームが急遽利用不可となり、研究の中断が生じた。研究遂行上、当該クリーンルームを利用することは不可欠であるため、利用可能の再開を待ち、5ヶ月の実施期間延長の必要が生じた。その結果、昨年度予定した望遠鏡の立ち上げが、今年度にずれ込んだ。
次年度使用額は、その望遠鏡の立ち上げにかかる費用に使用する。検出器を評価するために必要な装置の物品費、観測所への輸送費、現地作業のための出張費などでの使用を予定している。
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