2014 Fiscal Year Annual Research Report
低閾値・高精度化した液体キセノン検出器を用いた季節変動による暗黒物質探索
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25800132
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
竹田 敦 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (40401286)
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2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / 検出器較正 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)アルファ線源とアルミ(Al)を組み合わせることでAlからの1.5keVのエックス線を
放出する線源を製作するため、モンテカルロ・シミュレーションを用いてAlの厚み等の最適パラメータを求め、実際にアルファ線源である241Amとアルミ箔を組み合わせたテスト線源を製作した。テスト線源とシリコン検出器を用いて、Alから1.5keVのX線が十分な強度で放出されること、1次線源である241Amから直接出てくるガンマ線やベータ線によるバックグラウンドが問題とならないことを実証した。これにより、1.5keV線源の実用化の目途がたった。
(2)平成25年度に製作した Fe-55 線源を、液体キセノンと光電子増倍管からなる小型検出器の中に入れて、線源から放出される 5.9keV, 6.4keV のエックス線の検出と、線源を液体キセノン環境下(約-100度、絶対圧0.16MPa)で使用しても全く問題の無い(RIの漏えいや液体キセノンの質の劣化が無い)ことを確認した。この線源を実際に、大質量暗黒物質検出器(XMASS検出器)内に入れて内部の様々な位置でデータ取得を行い、検出器のエネルギー応答や位置依存性を詳しく調べた。これにより、暗黒物質探索で重要となる低エネルギー事象に対する応答を小さな系統誤差で求めることができた。
また、5.9keVのエックス線によるエネルギー付与のうち、キセノンのL殻エックス線4.1keVが線源側に戻ることで差し引き1.8keVのみがキセノンに吸収されて検出される 1.8keV事象についても十分な統計精度で観測することに成功した。
(3)本研究で求めた検出器のエネルギー応答や低エネルギー事象に対する安定性への系統誤差を用いて、MASS検出器で実際に取得した約1年間のデータから、暗黒物質信号による季節変動探索を行った。
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