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気液2相型アルゴン検出器を用いた低質量暗黒物質の探索

研究課題

研究課題/領域番号 16J06656
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関早稲田大学

研究代表者

鷲見 貴生  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード暗黒物質探索 / LArTPC / 液体アルゴン / 2相型検出器 / 粒子識別 / 極低バックグラウンド実験 / 暗黒物質 / アルゴン / TPC / 光検出 / 極低バックグラウンド
研究実績の概要

平成29年度の研究では、ます前年度に問題となった検出器の放電問題に取り組んだ。石英ライトガイド両面のITO電極間に高電圧がかかることでテフロンとの境界に発生する沿面放電が原因であることを突き止め、石英の厚さやドリフト長を最適化することで解決した。
その結果として最大3kV/cm(国外グループの先行研究(1kV/cm以下)の高電場を検出器に印可することが可能となった。夏に行った液体アルゴン試験では0.2~3kV/cmに渡る広範囲の電場領域で、高統計・高品質のガンマ線及び中性子線キャリブレーションデータを取得した。
秋以降はこのデータの解析に注力し、検出器の背景事象除去能力およびそのエネルギー依存性・電場依存性を世界で初めて定量評価した。その結果、電離/蛍光比を用いた粒子識別能力が高電場下で向上することがわかった。この結果は現在学術論文として投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Study of the low-energy ER/NR discrimination and its electric-field dependence with liquid argon2018

    • 著者名/発表者名
      T. Washimi, T. Kikuchi, M. Kimura, M. Tanaka and K. Yorita
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 13 号: 02 ページ: C02026-C02026

    • DOI

      10.1088/1748-0221/13/02/c02026

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ANKOK実験16:テストスタンドの増強と基礎特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      鷲見貴生
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DM探索 液体アルゴン技術開発2017

    • 著者名/発表者名
      鷲見貴生
    • 学会等名
      アクティブ媒質TPC開発座談会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Study of the Low-Energy ER/NR Discrimination and its Electric-Field Dependence with Liquid Argon2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Washimi
    • 学会等名
      LIDINE 2017: LIght Detection In Noble Elements
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気液2相型アルゴン検出器による低質量暗黒物質探索【ANKOK実験】2017

    • 著者名/発表者名
      鷲見貴生
    • 学会等名
      Scintillator for Medical, Astroparticle and environmental Radiation Technologies
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 暗黒物質探索実験 ”ANKOK”2017

    • 著者名/発表者名
      鷲見貴生
    • 学会等名
      KEK 超伝導低温工学センターコロキウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ANKOK実験 14:質量30kg検出器の設計および製作状況2016

    • 著者名/発表者名
      鷲見貴生
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The ANKOK project - Status of R&D toward Low mass WIMP search2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuki Washimi
    • 学会等名
      Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research 2016
    • 発表場所
      University of Tokyo
    • 年月日
      2016-05-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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