| 研究領域 | 地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05805
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
森山 茂栄 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (50313044)
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| 研究分担者 |
MARTENS Kai 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (20535025)
安部 航 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (30401285)
風間 慎吾 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (40736592)
中村 正吾 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50212098)
山下 雅樹 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任准教授 (10504574)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
164,580千円 (直接経費: 126,600千円、間接経費: 37,980千円)
2023年度: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円)
2022年度: 21,840千円 (直接経費: 16,800千円、間接経費: 5,040千円)
2021年度: 26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円)
2020年度: 28,340千円 (直接経費: 21,800千円、間接経費: 6,540千円)
2019年度: 60,970千円 (直接経費: 46,900千円、間接経費: 14,070千円)
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| キーワード | ダークマター / 暗黒物質 / 中性子検出器 / ガドリニウム / 低バックグラウンド / キセノン / アクシオン / ニュートリノ / 液体キセノン / 中性子検出 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
暗黒物質(DM)の存在は、宇宙の進化や天体の観測により疑いがない事実と捉えられている。しかしその性質は現在も未知のままである。DMが検出器に衝突する現象を捉える本研究によりDMが未知の素粒子である事実が発見されれば、本領域が挑戦する根源的な「謎」である、「星・銀河はどのようにつくられたのか？」なる問いに答える端緒を与える。領域内の連携を活かし、世界最高感度でのDMの直接検出のための国際共同実験XENONnTに本領域の独自の技術（硫酸ガドリニウムを用いた水チェレンコフ型中性子検出器）を持ち込み、暗黒物質の探索感度を高める。DMと核子の散乱断面積2×10-48cm2を達成し、大発見を目指す。
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| 研究成果の概要 |
国際共同実験XENONnTにおいて世界最高感度を持つ暗黒物質探索検出器の建設を果たし、運転を行い、初期データから前身の実験XENON1Tを凌駕する感度での探索を行うことに成功した。特に本研究計画では、中性子による背景事象を大きく抑制するために、領域内の連携を活かしスーパーカミオカンデグループの技術を応用した中性子検出器を導入しており、予定通りの性能を持つことが示された。今後液体キセノン検出器部分のメンテナンスを行うことで、当初目標の感度である暗黒物質と核子の散乱断面積2×10-48cm2に至る性能を実現できる。他にもXMASS実験の最終結果を出版し完結するなど、研究計画を完了できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
暗黒物質(DM)の存在は、宇宙の進化や天体の観測により疑いがない事実と捉えられている。しかしその性質は現在も未知のままである。欧州宇宙機関のPlanck 衛星における宇宙背景放射の観測結果によると、宇宙全体の物質のうち DMが80%以上を占める事が高い精度でわかっている。現在世界中の研究者が様々なアプローチでその正体解明に取り組んでいる。本研究により DM が未知の素粒子で成り立っている事実が発見されれば、本領域が挑戦する根源的な「謎」である、「星・銀河はどのようにつくられたのか?」なる問いに答える端緒を与える。
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