2021 Fiscal Year Annual Research Report
Directional Dark Matter Search using Super-fine Grained Nuclear Emulsion and Super-resolution Technologies
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18H03699
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
中 竜大 東邦大学, 理学部, 講師 (00608888)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久下 謙一 千葉大学, アイソトープ実験施設, 名誉教授 (10125924)
佐藤 修 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任講師 (20377964)
田中 雅士 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (30545497)
吉田 斉 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (60400230)
長尾 桂子 岡山理科大学, 理学部, 講師 (90707986)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / 超微粒子原子核乾板 / 中性子 / 飛跡検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、独自開発したナノスケールの空間分解能を有する超解像飛跡検出デバイスである超微粒子原子核乾板（Nano Imaging Tracker : NIT) を用いた方向感度を有する暗黒物質探索実験を推進するものである。
2021年度においては、イタリア・グランサッソ研究所（LNGS)での本格的な地下実験が運用され、デバイスのハンドリングから解析までの一連の方法論、ならびにシステムの運用を確認することができた。また、反跳原子核信号に対する感度の評価、背景事象の低減に向けたデバイスハンドリング法の確立により電子事象の大幅な除去を達成した。さらに、解析においては、これまで開発をしてきた読み取りシステムを現状年間速度60gでの連続的な運用が可能となり、地下実験デバイスのデータ取得を進め、本格的な暗黒物質探索実験の基盤が構築された。これらの技術を基盤とした地下実験を推進した。その結果、未だ理解ができていない粒子飛跡が検出されており、これについては引き続き背景事象の可能性について研究を進めている。並行して、実験のアップグレードに向けた読み取りシステムのさらなる高速化、局在表面プラズモン効果による新たな読み取りシステムの構築を行い、すでにデータ取得が可能な状態となった。また、LNGSの地上環境におけるsub-MeV帯の中性子の測定を初めて行い、中性子事象の検出にも成功している（論文執筆中）。理論的アプローチとして、分担者の長尾と宇宙線で加速された暗黒物質を想定した、低質量領域の暗黒物質探索の可能性を検討し、方向情報を用いることで銀河中心方向の異方性が観測され得ることを示した。液体シンチレータによる中性子測定は分担者の田中、吉田によって進められ、超純水を用いた液液抽出、および窒素ガスバブリングによる液体シンチレータ中の不純物の除去手法を最適化し神岡地下環境における中性子測定を行った。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(1)～全体報告～2022
Author(s)
中 竜大,小林龍太, 白石卓也, 大島仁, 佐伯加奈, 赤松咲耶, 森崎紘明, 浅田貴志, 梅本篤宏, 佐藤修, 中野敏行, 久下謙一, 星野靖 他
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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[Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(2)～LNGS地下実験データ取得状況報告～2022
Author(s)
小林龍太, 中竜大, 大島仁, 浅田貴志, 白石卓也, 佐伯加奈, 森崎紘明, 赤松咲耶, 星野靖, 佐藤修, 梅本篤宏, 久下謙一, 中野敏行 他
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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[Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(3)～LNGS地下実験のデータ解析状況～2022
Author(s)
大島仁,中竜大, 小林龍太, 浅田貴志, 白石卓也, 佐伯加奈, 森崎紘明, 赤松咲耶, 星野靖, 佐藤修, 梅本篤宏, 久下謙一, 中野敏行 他
Organizer
日本物理学会第77回年次大会
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[Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(1)～全体報告～2021
Author(s)
中竜大, 白石卓也, 小林龍太, 梅本篤宏, 大島仁, 佐伯加奈, 赤松咲耶, 森崎紘明, 佐藤修, 中野敏行, 久下謙一, 浅田貴志 他
Organizer
日本物理学会2021年秋季大会
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[Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(2)～LNGS地下テスト実験報告～2021
Author(s)
小林龍太, 中竜大, 中野敏行, 白石卓也, 梅本篤宏, 佐伯加奈, 大島仁, 赤松咲耶, 森崎紘明, 佐藤修, 久下謙一, 浅田貴志 他
Organizer
日本物理学会2021年秋季大会
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[Presentation] エマルジョン暗黒物質探索実験NEWSdm(3) ～反跳原子核事象の選別方法の開発～2021
Author(s)
大島仁, 中竜大, 白石卓也, 佐伯加奈, 赤松咲耶, 森崎紘明, 小林龍太, 佐藤修, 久下謙一, 浅田貴志, 梅本篤宏, 他
Organizer
日本物理学会2021年秋季大会
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