2019 Fiscal Year Annual Research Report
Search for Fast Moving Dark Matter Candidates and Interstellar Meteoroids
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19H01910
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
梶野 文義 甲南大学, 理工学部, 教授 (50204392)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多米田 裕一郎 大阪電気通信大学, 工学部, 講師 (90467019)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / Nuclearite / 星間流星体 / 流星体 / macro dark matter |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では高速で飛翔する暗黒物質の候補であるNucleariteやSQM、さらに太陽系外を起源とする星間流星体の探索を目的とする。暗黒物質はその存在が確実視され、宇宙全体の質量の27%を占めると考えられていて、これまでに数多くの探索がされてきたが未だ発見に成功していない。本研究では、暗黒物質の候補の一つであるNucleariteやStrange Quark Matter(SQM)のようなマクロダークマターが大気中で高速で飛翔するときの発光をこれまでにない高感度のCMOSビデオカメラシステムを複数台用いて探索を行う。さらに、同じ装置を用いて太陽系外から飛翔する高速の星間流星体も探索する。おおよそ10の-7乗 kgよりも大きい質量の星間流星体やその成分についてはまだ観測結果が定まっていないので新しい研究結果が期待されている。本研究は宇宙や太陽系の成り立ちに関する重要な情報を与える可能性がある。
今年度は以下のような研究を実施し、その成果を公表した。
１）日本国内からインターネットを通して米国ユタに設置する装置を遠隔操作で観測ができるシステムを製作した。このシステムは4ステーションからなっていて、それぞれのステーションには高感度カメラ、データ収集・カメラ制御用PC、環境モニタ、バッテリー、太陽電池パネル、通信システム等を実装している。これらは観測窓のついた耐侯性のステンレス製容器に収納されている。２）このシステムの一部を使って日本国内や米国ユタのTA実験サイトでの観測試験を行った。３）米国ユタ州のTA実験サイトに観測装置を設置する交渉を行った。４）トリガー条件など各種の観測パラメータの最適化を行う研究を行った。５）取得したデータの解析をDIMSグループ内で進めた。６）これまでの研究成果と今後の研究計画についての発表を宇宙線国際会議、日本物理学会、DIMSワークショップなどで行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度の当初の研究実施計画は以下のようになっていて、４）の一部を除きほぼ計画通りに進んでいる。
１）遠隔操作で観測ができるシステムを製作する。このシステムは4ステーションからなっていて、それぞれのステーションには高感度カメラ、データ収集・カメラ制御用PC、環境モニタ、バッテリー、太陽電池パネル、通信システム等を実装する。これらは観測窓のついた耐侯性のステンレス製容器に収納されている。２）日本国内の研究室からインターネットを通して観測装置を遠隔操作ができるシステムを製作する。３）このシステムを使って日本国内や米国ユタのTA実験サイトでの観測試験を行う。４）米国ユタ州のTA実験サイトに観測装置を設置する交渉を行うとともに装置の設置を実施する。５）トリガー条件など各種の観測パラメータの最適化を行う研究を行う。６）これまでの研究成果と今後の研究計画についての発表を行う。
項目４）については、2019年度に4台の観測装置を米国ユタ州の観測地に送り出し、現地に出張して装置の組立て・設置を完成し、稼働させる予定をしていたが、一部の装置を送り出した後、COVID-19の影響で装置の送り出しと人員の出張ができなくなってしまった。このため、現地での装置設置と観測実施の計画の部分に遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下のような研究を推進する方策をとる。
１）遠隔操作で観測ができるシステムを引き続き製作・試験する。特に自動観測できるようなソフトウェアの開発に重点をおいて進める。３）このシステムを使って日本国内や米国ユタのTA実験サイトに設置し観測を行う。４）各種の観測パラメータの最適化を行う研究を行う。５）取得したデータの解析を進める。６）これまでの研究成果と今後の研究計画についての発表を行う。７）本研究への専門家の参加を募り国際共同での研究を加速する。
COVID-19の影響が長引き、出張等の困難が予想されるので、国内での研究と観測体制の整備、観測装置の遠隔による操作能力向上のための装置やソフトの改良、ネットを活用した研究会議の活用等をこれまで以上に整えることに注力する。
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[Journal Article] Study for Moving Nuclearites and Interstellar Meteoroids using High Sensitivity CMOS Camera2019
Author(s)
F. Kajino, I. Ide, R. Ide, Y. Tameda, K. Shinozaki, M.E. Bertaina, A. Cellino, M. Casolino, T. Ebisuzaki, Y. Takizawa, L. Piotrowski, H. Sagawa and J.N. Matthews
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Journal Title
Proceedings of Science
Volume: 358
Pages: 525
DOI
Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] DIMS実験(高速飛翔暗黒物質と流星の探索)(1)：現状と今後の計画2020
Author(s)
井手隆心, 荒堀瑞穂, 多田沙知子, 灘本薫, 梶野文義, 岩見祐吾, 多米田裕一郎, 篠崎健児, Bertaina Mario, Casolino Marco, 戎崎俊一, Piotrowski Lech, 滝澤慶之, 佐川宏行, Matthews John, Cellino Alberto, 阿部新助, Lee Kwangho, Park Il 他
Organizer
日本物理学会年次大会
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[Presentation] 高感度CMOSカメラシステムによる高速飛翔暗黒物質と流星の探索2019
Author(s)
梶野文義, 井手隆心, 井出郁央, 多米田裕一郎, 篠崎健児, Bertaina Mario, Casolino Marco, 戎崎俊一, Piotrowski Lech, 滝澤慶之, 佐川宏行, Matthews John 他
Organizer
日本物理学会秋季大会
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[Presentation] 高感度CMOSカメラによる太陽系外起源流星と暗黒物質候補物質の探索計画2019
Author(s)
梶野文義, 井手隆心, 井出郁央, 荒堀瑞穂, 多田沙知子, 灘本薫,篠崎健児, M. Bertaina, A. Cellino, 多米田裕一郎, 岩見祐吾, M. Casolino, 戎崎俊一, 滝澤慶之, L. Piotrowski, 佐川宏行, J. Matthews
Organizer
第60回 名古屋流星会議
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[Presentation] 高感度CMOSカメラによる太陽系外起源流星観測のための観測装置と予備観測結果2019
Author(s)
井手隆心, 井出郁央, 梶野文義, 多米田裕一郎, 篠崎健児, M. Bertaina, A. Cellino, M. Casolino, 戎崎俊一, 滝澤慶之, L. Piotrowski, 佐川宏行, J.N. Matthews
Organizer
第60回 名古屋流星会議
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