2019 Fiscal Year Annual Research Report
Search for hidden photon cold dark matter using radio telescopes
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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。
昨年度より論文を執筆中であるが、その解析をまとめるにあたり、新たにホーンの評価解析や、統計的な処理が必要になった。これらをもとに論文の内容をまとめており、来月前半の論文投稿を目指している。
並行して、当初の計画通り、GroundBIRDによる探索実験を進めている。年度の中頃に開発した検出器を望遠鏡に搭載し、観測に望んだものの、検出器のトラブルや読み出し回路の故障などが重なり、期間内の探索には至らなかった。しかし、予備の検出器を用いたコミッショニングランを行い、実験の実現性を実証することができた。コロナの影響が終わり次第、引き続き探索実験を継続していく予定である。
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