2023 Fiscal Year Annual Research Report
Study of new physics with electron-recoil events in the XENONnt and further breakthrough with a hermetic liquid xenon TPC
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21H04466
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
伊藤 好孝 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 雅樹 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任准教授 (10504574)
風間 慎吾 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (40736592)
森山 茂栄 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (50313044)
小林 雅俊 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 特任助教 (50824059)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / 地下宇宙線 / 超対称性粒子 / 液体キセノン / ニュートリノ / 非加速器素粒子物理 / 国際協力 / アクシオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
XENONnT 最初のデータSR0（1.1 t-year）を用いて、初めてのWIMPとキセノン原子核との反跳事象の探索の結果を取りまとめ、Physical Review Letters誌に発表した。結果として、WIMPの有意な信号は見つからず、WIMPと核子とのスピン非依存型散乱断面積の上限値として、2.58x10^-47 cm^2(28GeV質量WIMP対して)を得た。引き続き、内部ラドン量の低減を図りながら、XENONnT実験のデータ取得を続け、太陽ニュートリノによる原子核反跳や太陽ppニュートリノの電子散乱の初検出へ向けた準備を行なった。
将来の50トン級の超大型液体キセノン検出器を用いた暗黒物質探索実験に向けて、密閉型TPC検出器の要素開発とテストベンチの構築を進めた。石英フランジ容器のラドン阻止能力については、フランジデザインの改善を行うと共に、フランジ圧とリークレートの関係の評価を行なった。また、液相１相式TPCへの応用を目指して、石英細線コーティング電極について、液体キセノン中での比例蛍光を起こすのに十分な電場勾配達成が可能な電極デザインを行い、また実際に細線電極の試作を行なった。
これら将来の液体希ガスTPC検出器についての要素技術の開発研究成果の発信と研究交流を行う国際研究会”Nagoya Workshop on Technology and Instrumentation in Future Liquid Noble Gas Detectors"を、2月14-16日に名古屋大学KMIにおいて開催した。国内外から44名の液体キセノン、液体アルゴンTPC検出器の専門家が集結し、新たな光検出器、バックグランド低減、電極構造の設計などについて情報交換を行った。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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