水チェレンコフ中性子検出器によるXENONnT実験での暗黒物質直接探索の高感度化

2019 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 19H00675
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: MARTENS Kai 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (20535025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹田 敦 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (40401286) ; 伊藤 好孝 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521) ; 身内 賢太朗 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440) ; 平出 克樹 東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (10584261)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31

Outline of Opinions Expressed in the Review Results

イタリアで準備が進められている暗黒物質探索実験であるXENONnT検出器において外側を覆う水チェレンコフ検出器にガドリニウムを投入することにより検出器部材に由来する微量な放射性元素からの中性子バックグラウンドを同定して取り除く。これにより中性子バックグラウンドの80％削減を目指す。
暗黒物質の探索は現代宇宙論、素粒子論の最重要課題の一つとして挙げられ、それを発見することの学術的意味は計り知れない。本研究はその暗黒物質探索の一翼を担うイタリア（グランサッソー）での実験において中性子バックグラウンドを減らすために日本のスーパーカミオカンデグループが開発した独自技術を応用するというもので、検出限界の大幅な向上が期待される。